Ученые из Кембриджского университета создали первую трехмерную карту генома млекопитающих в отдельной клетке. Она показывает, как вся ДНК клетки мыши свернута внутри клеточного ядра. Статья с результатами работы опубликована в журнале Nature.

Известно, что хромосомы и отдельные участки ДНК взаимодействуют друг с другом через белки, в результате чего геном образует плотные трехмерные структуры. Они не остаются постоянными, и от них, например, зависит, какие гены будут активны в настоящий момент времени.

Для установления пространственной организации генома биологи воспользовались Hi-C методом. Он заключается в том, что для фиксации контактирующих участков ДНК используют формальдегид. Затем ДНК разрезается с образованием фрагментов, состоящих из двух сшитых белками цепочек. На следующем этапе цепочки в пределах фрагмента соединяются друг с другом концами, и устанавливается их нуклеотидная последовательность.

Ученые проанализировали пространственную организацию генома у восьми эмбриональных стволовых клеток мыши с одинарным набором хромосом. Обнаружено, что ДНК образует ряд очень плотных структур. Исследователи построили 3D-модель генома, в которой демонстрируется расположение контактирующих энхансеров с промоторами, а также ламин‑ассоциированных доменов — участков хромосом, взаимодействующих с ядерной мембраной.

Энхансеры представляют собой участки ДНК, которые стимулируют активность определенных генов. Для этого он должен контактировать с промотором гена — последовательностью нуклеотидов, являющейся стартовой площадкой для процесса транскрипции. Взаимодействие происходит благодаря формированию петли в ДНК, в результате чего энхансер оказывается в непосредственной близости от промотора.