发布时间:2021-06-03 16:35 原文链接: 对核小体进行高分辨率模拟,揭开其复杂堆积

  

  日本京都大学(Kyoto University)细胞材料综合科学研究所(iCeMS)的科学家开发了一种技术,可以对人类基因组的一个基本单元——核小体——进行高分辨率模拟。他们的研究结果发表在Nature Protocols杂志上,应该有助于加深对核小体折叠变化如何影响基因内部工作的理解。

  核小体是细胞核内DNA包装的基本结构单位。它们是由缠绕在少量组蛋白周围的DNA构成的。核小体在细胞核内四处移动,折叠和展开,改变它们的方向,靠近或远离。这些运动影响了DNA中各种分子的可及性,决定了基因何时以及如何开启和关闭。

  领导这项研究的iCeMS系统生物学家Yuichi Taniguchi解释说:“3D基因组结构为细胞中的基因表达过程提供了物理分子基础。”

  为了更好地可视化这种结构,Taniguchi和他的同事开发了Hi-CO,即核小体取向的高通量染色体构象捕获。它建立在现有的Hi-C技术的基础上,显著提高了分辨率,以便模拟显示样品中分析的每个核小体的三维位置和方向。

  “能够分析这种结构应该有助于澄清许多生物现象的起源和控制原理,包括细胞分化和免疫,”分子生物学家Masae Ohno说。

  Hi-CO需要一个月的时间,在这个过程中,酶和各种其他分子被用来处理生物体的基因组,最终将其DNA分解成数百万个片段,这些片段由于核小体的接近而彼此接近。然后,这些片段被测序,数据被输入模拟程序,显示每个核小体最可能的方向。

  Taniguchi和他的团队成功地在酵母基因组上测试了Hi-CO。他们打算下一步用它来分析其他生物体的基因组,同时继续改进这项技术。他们还希望利用Hi-CO研究各种细胞分化状态和疾病中的基因组结构。


相关文章

遗传年龄或可评估自闭症和精神分裂症患者脑组织衰老速度!

自闭症(ASD)和精神分裂症(SCZ)是常见的慢性精神疾病,在行为、遗传学和神经病理学等方面存在相当多的重叠特征,提示自闭症和精神分裂症可能存在共同的神经发病机制。衰老与表观遗传效应的动态变化密切相关......

我国科研团队发布水稻完整参考基因组

水稻是重要的粮食作物,其基因组组装对水稻育种意义重大。23日,记者从中国农业科学院深圳农业基因组研究所获悉,该所联合崖州湾实验室、中国水稻研究所、中国农科院作物科学研究所和扬州大学等多个单位发布完整的......

转移性肿瘤与原发性肿瘤之间的基因组差异是什么?

肿瘤转移性扩散涉及肿瘤细胞从原发性肿瘤中分离、迁移、二次组织定植和生长的多步骤过程。分析原发性肿瘤和转移性肿瘤之间的基因组差异,并量化它们对治疗耐药性的影响有助于研究和利用治疗干预措施,建立更有效、更......

重大突破!染色质扩展显微镜技术可破解基因组秘密

开启或关闭基因的能力是我们在细胞、个体甚至在健康和疾病方面观察到的多样性的基础。这个过程被称为基因转录,涉及到将储存在我们的DNA中的信息转化为RNA。在此之前,科学家们一直依靠不精确的图解和间接的实......

人工智能快速解码脑癌基因组

美国哈佛大学医学院团队设计了一种人工智能(AI)医疗工具,可快速解码脑肿瘤的DNA,以确定其在手术过程中的分子身份,而现有方法需要几天甚至几周的时间才能获得这些关键信息。研究成果7日发表在《医学》杂志......

新进展!构建新型双碱基编辑器

碱基编辑器是基于CRISPR/Cas9发展的新一代基因组编辑技术,可诱导单个碱基的突变,而鲜有关于特异性介导A-to-G和C-to-G双突变的碱基编辑工具的研究。此外,关于碱基编辑系统与染色质环境之间......

“画蛇添足”并非无迹可寻,远古时期的蛇是有脚的

成语有云:画蛇添足,形容做事多此一举。但蛇真的无脚吗?爬行动物专家认为,蛇的祖先是蜥蜴,在远古时期,蛇是有脚的,只是在演化过程中慢慢失去了。近日,这一说法得到了进一步证实。经过5年的研究,基于大规模多......

祝贺!中国科学家组团攻关,取得重大成果

日前,由复旦大学、西安交通大学等国内26个科研单位联合开展研究,绘制出了基于36个族群的中国人泛基因组参考图谱,相关成果于北京时间14日在国际权威学术期刊《自然》杂志发表。这也是我国科学家首次自主进行......

谷子高质量图基因组“面纱”揭开

谷子即小米,起源于中国,作为粮食作物深受老百姓喜爱。近日,中国农业科学院作物科学研究所特色农作物优异种质资源发掘与创新利用团队,通过对谷子种质资源的基因组分析,组装了首个谷子高质量图基因组,系统阐明了......

研究人员成功测序蒙特莫朗西酸樱桃基因组

密歇根州的酸樱桃产量在全美名列前茅,密歇根州立大学的一个研究小组启动了一个项目,旨在确定与酸樱桃树晚开有关的基因,以满足不断变化的气候的需要。他们首先将晚开的樱桃树的DNA序列与一个相关物种--桃子的......