Ультраэффективный и удобный метод профилирования мейотических разрывов ДНК у разных организмов
Китайские исследователи разработали новую методику DEtail-seq (DNA End tailing and sequencing) для профилирования мейотических двунитевых разрывов ДНК (DSB).
У эукариот мейоз — фундаментальный процесс, необходимый для полового размножения. Во время мейоза рекомбинация инициируется запрограммированными DSB, которые индуцирует белок Spo11. Это приводит к обмену генетическим материалом между гомологичными хромосомами, что увеличивает генетическое разнообразие. Точное картирование мейотических DSB важно для понимания механизма гомологичной рекомбинации. Разрывы, индуцированные Spo11, можно разделить на три части: верхние концы ДНК, нижние концы ДНК и олигонуклеотиды, связанные с Spo11.
И верхние, и нижние концы ДНК образуют структуры с 3'-свисающим концом, содержащим свободный 3'-конец одноцепочечной ДНК. Ранее существовавшие методы детекции мейотических DSB имели недостатки: низкую чувствительность, громоздкость и низкое разрешение.
Чтобы решить эти проблемы, авторы разработали DEtail-seq. В этой методике используется Adaptase — высокоэффективная система лигирования одноцепочечной ДНК. С её помощью 3'-конец разрыва ДНК напрямую лигируется с первым адаптером, после чего финальная библиотека строится в несколько этапов.
После секвенирования и анализа данных определяется позиция 3'-конца разрыва ДНК. Тестирование на сайтах расщепления рестрикционными эндонуклеазами показало, что DEtail-seq обладает очень высоким разрешением, близким к разрешению в один нуклеотид.
С помощью DEtail-seq учёные построили профили мейотических DSB у почкующихся дрожжей, мыши и в человеческих половых клетках, выявив новые особенности разрывов.
- У мыши сигнал мейотических DSB на стадии лептотены/зиготены был обогащён вокруг de novo пиков H3K4me3 на стадии лептотены.
- У человека сигнал DSB был обогащён в регионах CTCF+-энхансеров.
Авторы считают, что DEtail-seq предоставляет мощный инструмент для исследования мейоза у разных видов.
Исследование опубликовано в журнале Science China Life Sciences.