Учёные раскрыли структуру тельца Барра — неактивной X-хромосомы
Международная группа учёных из Медицинской школы Университета Массачусетса, Института Кюри в Париже и Стэнфордского университета детально изучила структуру тельца Барра — плотно упакованной неактивной X-хромосомы у самок млекопитающих. Исследование, опубликованное в Nature, показывает, что эта хромосома имеет сложную организованную структуру, а не является аморфным «сгустком», как считалось ранее.
Ключевые открытия
- Двухдолевая структура: Неактивная X-хромосома состоит из двух отдельных конденсированных долей, разделённых макросателлитными повторами — высокоповторяющимися участками ДНК.
- Активные «островки»: Внутри этих в основном неактивных долей существуют чётко очерченные домены активной ДНК — топологически ассоциированные домены (TADs). Эти «генетические районы» играют ключевую роль в экспрессии генов.
- Роль повторов: Удаление макросателлитных повторов с помощью технологии CRISPR привело к исчезновению двухдолевой структуры, что указывает на их ключевую роль в упаковке хромосомы.
- Защитная функция TADs: Гены, которые остаются активными внутри тельца Барра, расположены именно внутри TADs. Учёные предполагают, что эти домены могут защищать гены от общего подавления, обеспечивая их доступность для экспрессии.
Методология
Для преодоления трудностей в различии идентичных по последовательности активной и неактивной X-хромосом учёные:
Скрестили две разные линии мышей.
Разработали новый вычислительный подход, используя естественные мутации в одной из X-хромосом в качестве ориентиров.
Применили технологию Hi-C (разновидность chromosome conformation capture), чтобы построить трёхмерную модель неактивной X-хромосомы.
Значение исследования
«Это наиболее детальное молекулярное представление ДНК внутри тельца Барра, которое нам удалось получить», — сказал Джоб Деккер, соавтор исследования. Работа устанавливает неактивную X-хромосому как мощную модель для изучения взаимосвязи между пространственной организацией генома и экспрессией генов.