Ученые из МГУ впервые создали подробные карты пространственной организации генома в клетках мыши на ранних стадиях развития эмбриона. Для этого они использовали разработанный ими новый подход, сообщается в пресс-релизе, поступившем в «Ленту.ру».
Отдельные участки ДНК взаимодействуют друг с другом с помощью белков, образуя сложные структуры, напоминающие, например, петли. Для определения, где именно в хромосомах присутствуют эти петли, применяют метод Hi-C (high-throughput chromosome conformation capture), заключающийся в фиксации контактов между участками с помощью формальдегида. Затем ДНК разрезается, при этом получаются сшитые друг с другом фрагменты, которые анализируются учеными.
Для таких исследований обычно требуются сотни тысяч и миллионы клеток, однако ученые усовершенствовали метод Hi-C так, чтобы можно было работать с одной отдельно взятой клеткой. Для этого они извлекают ДНК из клеточного ядра и копируют ее с помощью полногеномной амплификации. Это позволяет получить десятки тысяч копий хромосом.
Биологи смогли извлечь из зигот мышей материнское и отцовское ядра и определить пространственную организацию содержащихся в них геномов. Оказалось, что они отличаются друг от друга. Так, в ДНК из сперматозоида активные участки были отделены от неактивных, а в яйцеклетке этого не наблюдалось. По словам Ильи Флямера, одного из авторов исследования, этот результат является неожиданным, поскольку разделение между участками материнского генома устанавливалось в прошлых исследованиях.
Ученые считают, что открытие позволит понять природу тотипотентности — способности клетки дать начало любому типу клеток в организме — и дать возможность полного перепрограммирования обычных клеток.