Мощный инструмент TDAC-seq позволяет картировать регуляцию генов с разрешением в один нуклеотид
Ученые из Гарварда разработали технологию TDAC-seq (Targeted Deaminase Accessible Chromatin sequencing), которая впервые позволяет наблюдать, как сотни генетических изменений влияют на структуру хроматина — упаковки ДНК, определяющей доступность генов. Метод работает с разрешением один нуклеотид.
Новый инструмент открывает доступ к изучению «темной материи» генома — некодирующей ДНК, которая составляет около 98% генома и регулирует активность генов.
Как работает TDAC-seq:
- В основе технологии — бактериальный фермент DddA, который метит открытую ДНК, преобразуя цитозин в тимин, не разрывая цепь ДНК.
- Ученые наложили мутации, индуцированные DddA, на ДНК, отредактированную с помощью CRISPR.
- Это создало новый способ считывания доступности ДНК в клетках после редактирования генома.
«Этот новый и инновационный метод — тур де форс, предлагающий беспрецедентный взгляд на элементы ДНК, которые управляют нашим геномом», — сказал Дэвид Лю, профессор естественных наук.
Применение и результаты:
- Метод был успешно применен к регуляторным областям, включая область, контролирующую фетальный гемоглобин (мишень для терапии серповидноклеточной анемии).
- Создавая варианты ДНК в стволовых клетках крови человека и применяя TDAC-seq, команда отследила, как каждое изменение влияет на окружающий хроматин.
- «Мы смогли повысить уровень фетального глобина с помощью редактирования генома... и измерить результирующие изменения в доступности хроматина, чтобы понять лежащий в основе молекулярный механизм», — отметила Хиджин Ро, аспирант.
Значение и перспективы:
- TDAC-seq можно использовать для масштабных пул-скринингов CRISPR в первичных клетках.
- Платформа позволит в будущем скринировать стратегии генной терапии, проектировать более точные методы лечения и изучать связь между вариантами ДНК и рисками заболеваний.
- «Это может быть очень impactful, потому что большинство вариантов, ассоциированных с заболеваниями, находятся в некодирующих регионах генома», — сказал Брайан Лиау, руководитель исследования.