Искусственная экзогенная ДНК формирует структуру хроматина с активной транскрипцией в дрожжах
Ранее исследователи из Тяньцзиньского университета спроектировали и создали в дрожжах искусственную хромосому длиной 254 kb, несущую цифровые данные. Эта работа стала ключевым доказательством концепции использования искусственных хромосом для хранения данных.
Хромосома dChr была создана для хранения данных. При кодировании информации изображения методом наложения с использованием разреженных LDPC-кодов и псевдослучайных последовательностей не принимались дополнительные меры предосторожности, чтобы избежать появления потенциальных генетических элементов с биологической активностью.
«Многие генетические элементы были созданы непреднамеренно. Мы обнаружили 54 предполагаемых промотора, 36 TATA-боксов и большое количество мотивов связывания транскрипционных факторов, распределенных в dChr», — сообщил первый автор работы доктор Цзянтин Чжоу.
С помощью CAGE-seq в dChr было обнаружено 20 de novo TSS (сайтов начала транскрипции), а также TATA-боксы рядом с ними. Эти данные указывают, что в последовательности ДНК dChr присутствуют сайты начала транскрипции, к которым может связываться PolII, активируя транскрипционный аппарат и производя стабильные mRNA.
Результаты согласуются с данными о высоком уровне триметилирования H3K4 и доступности хроматина в dChr. В клетках (in vivo) dChr формировал хроматин с гистонами, который демонстрировал активное эпигенетическое состояние с высокой доступностью хроматина и уровнем H3K4me3. Анализ матрицы транс-взаимодействий подтвердил, что хромосомы дрожжей, включая dChr, демонстрируют конфигурацию Рабля.
Эти результаты подтверждают, что экзогенная dChr в дрожжах не является «голой» ДНК, а оборачивается вокруг гистонов, способствуя формированию хроматина с трёхмерной структурой. Исследование углубляет понимание активности полностью экзогенной YAC в клетках дрожжей и направляет создание хромосом следующего поколения для хранения данных.
Исследование опубликовано в Science China Life Sciences.