Одновременное наблюдение за транскрипцией и динамикой конкретного гена

Японская исследовательская группа разработала метод визуализации в реальном времени для одновременного измерения транскрипционной активности и положения в ядре эндогенных генов. Этот метод использовали для обнаружения изменений подвижности в масштабе субгенома, которые зависят от активности гена, связанного с плюрипотентностью, в эмбриональных стволовых клетках мыши.

Доктор Хироси Очиай и его коллеги создали новую систему визуализации в реальном времени под названием Real-time Observation of Localization and EXpression (ROLEX). Она позволяет одновременно измерять транскрипционную активность и положение в ядре эндогенных генов, используя методы MS2 для визуализации транскрипции и CRISPR для визуализации генов.

По словам доктора Очиая, существующие методы, такие как анализ конформации хроматина (3C) или FISH, затрудняют изучение временных изменений в пространственной организации генома и экспрессии генов. Для всестороннего понимания регуляции генов высшего порядка необходима динамическая информация.

Система ROLEX обладает высокой специфичностью и не влияет на уровень экспрессии целевого гена. Например, с её помощью удалось обнаружить изменения подвижности в масштабе субгенома, которые зависят от транскрипционной активности гена Nanog — ключевого фактора транскрипции для плюрипотентности — в эмбриональных стволовых клетках мыши.

Ожидается, что система ROLEX будет использоваться для изучения динамики регуляции генов высшего порядка через дальнодействующие геномные взаимодействия, а также для оценки того, вызывает ли вариабельность в геномной организации клеток гетерогенность в экспрессии генов от клетки к клетке. Такая гетерогенность может быть связана с устойчивостью раковых клеток к противоопухолевым препаратам и с неодинаковой способностью плюрипотентных стволовых клеток дифференцироваться в нужные типы клеток.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nucleic Acids Research под заголовком "Simultaneous live imaging of the transcription and nuclear position of specific genes".