Ученые из Сингапурского института генома A * STAR (GIS) успешно разработали метод картирования эпигенома с использованием в 100 раз меньшего количества клеток, чем это было возможно ранее. Открытие, опубликованное в журнале Developmental Cell, означает, что теперь можно изучать эпигеном частей тела с редкими клеточными популяциями, такими как половые клетки (которые дифференцируются в яйцеклетку или сперматозоиды), и образцы клинической биопсии (чтобы продвинуться дальше). исследование, диагностика и профилактика онкологических заболеваний).
Это чрезвычайно важное достижение, поскольку правильная регуляция эпигенома необходима для нормального роста и здоровья, а любые отклонения в регуляции могут быть причиной таких заболеваний, как рак.
Геном, который относится к полному набору ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) в клетке, идентичен в каждой клетке тела человека. Химические маркеры (также известные как эпигенетические маркеры) нацелены на геном и влияют на то, какие гены включаются или выключаются. Именно включение или выключение генов приводит к существованию разных клеток в организме, даже если геномы идентичны. Эпигеном относится к записи этих химических изменений, происходящих с ДНК.
Иммунопреципитация хроматина в сочетании с высокопроизводительным секвенированием (ChIP-Seq) является широко используемым методом изучения эпигенома клеток. В ChIP-Seq фрагменты ДНК, которые связаны со специфическими эпигенетическими метками, подвергаются приманке, секвенированию и картированию в эталонном геноме. Однако для обычного метода обычно требуется большое количество клеток, что затрудняет изучение редких клеточных популяций тела или драгоценных образцов клинической биопсии.
Это ограничение побудило ученых ГИС миниатюризировать метод ChIP, чтобы теперь можно было нанести на карту эпигеном, используя гораздо меньшее количество клеток (от 1000 до 100000 клеток). Обычный метод требует от одного миллиона до 10 миллионов ячеек.
Затем ученые применили эту технологию к небольшому количеству половых клеток мышей, которые являются эмбриональными предшественниками сперматозоидов и яйцеклеток, и обнаружили множество интересных эпигеномных особенностей, которые дают представление о биологии половых клеток.
Исполнительный директор GIS профессор Нг Хук Хуэй сказал:, "Эпигеномика – захватывающий рубеж для исследований в области биологии человека. Хотя последовательность генома человека сообщает нам код жизни, она не говорит нам, как этот код используется. Загадочность эпигенома заключается в множестве форм, которые он принимает, и в той замечательной информации, которую он хранит. В Институте генома Сингапура мы инвестируем усилия в разработку новых микромасштабных технологий для анализа эпигеномов клеток и тканей человека."
"Новый протокол ChIP-seq позволяет нам отображать эпигеномы очень маленьких популяций клеток, недоступных обычными методами," сказал главный исследователь ГИС доктор Шьям Прабхакар. "Это похоже на более мощный микроскоп, который дает более детальное представление о важнейших биологических процессах. Мы очень рады использовать эту новую технику для изучения внутренней работы крошечных групп клеток, которые оказывают огромное влияние на здоровье человека. Например, опухоли у онкологических больных, как известно, неоднородны в мелком масштабе – некоторые субрегионы относительно доброкачественны, а другие смертельны. Новый протокол поможет нам охарактеризовать это мелкомасштабное изменение и, надеюсь, приведет к более точному лечению рака и множества других заболеваний."