Нанофлюидика позволяет идентифицировать эпигенетические изменения на уровне отдельных молекул

Исследователи из Корнеллского университета разработали метод анализа связывания ДНК и ДНК-связывающих белков-гистонов в специфических участках вдоль отдельных молекул ДНК. Для этого используется система нанофлюидных каналов и многоцветная флуоресцентная микроскопия.

Работу возглавили Пол Солоуэй, доктор философии (Ph.D.), и Гарольд Крейгхед, доктор философии (Ph.D.), который также является главным исследователем Центра физических наук и онкологии Корнеллского университета. Результаты проекта опубликованы в журнале Analytical Chemistry.

Эпигенетика и её изучение

• Каждая клетка тела содержит одинаковый генетический код, но различия между, например, клеткой печени и сердца определяются модификациями ДНК (например, метилированием). Эти модификации называются эпигенетическими, так как они не меняют последовательность ДНК, а влияют на её структурные свойства и доступность генов для считывания.
• Существующие методы анализа эпигенетических изменений требуют большого количества клеток, дают усреднённую картину и не могут одновременно исследовать весь геном или несколько типов изменений.

Новый метод

• Команда создала нанофлюидное устройство, способное пропускать отдельные молекулы ДНК через канал мимо детектора. Детектор в реальном времени анализирует флуоресценцию ДНК и связанных с ней белков.
• Исследователи также показали, что могут использовать флуоресцентную метку, связывающуюся с метилированными основаниями, для определения специфических участков метилирования ДНК.

Результаты и перспективы

• В экспериментах система позволила выявить частоту и совпадение эпигенетических изменений в отдельных молекулах ДНК.
• Учёты полагают, что устройство можно модифицировать для быстрой сортировки структур ДНК-белок на основе их эпигенетических сигнатур. Отсортированные фрагменты хроматина затем можно детально изучить, в том числе с помощью секвенирования ДНК.