3-D форма человеческого генома необходима для сильного воспалительного ответа

Трехмерная форма генома человека необходима для надежного воспалительного ответа
Область человеческого генома с CTCF (слева) и одна без (справа), что приводит к двум различным формам. Кредит: Грегуар Стик

Трехмерная структура человеческого генома важна для обеспечения быстрого и надежного воспалительного ответа, но на удивление не является жизненно важной для перепрограммирования одного типа клеток в другой, согласно исследованию, опубликованному сегодня в Nature Genetics. Полученные данные проливают новый свет на фундаментальную связь между тем, как складывается геном, и функцией клетки.

Каждая клетка человека имеет два метра генома, сконцентрированных в ядре до 10 микрон. Складывание генома — это не просто упаковочный раствор, это помогает генам установить физический контакт с другими генами или регуляторным элементом, который может быть расположен на большом расстоянии вдоль хромосомы. Это очень важно для функционирования клетки.

Точная трехмерная структура генома сплетена вместе архитектурными белками. CTCF является одним из наиболее заметных из этих структурных белков. В совокупности это помогает сформировать общую трехмерную структуру генома, поэтому было показано, что CTCF необходим для эмбрионального развития, репарации ДНК и клеточных циклов, а также многих других жизненно важных процессов, которые делают его интенсивной областью исследование.

«Если вы думаете о структуре генома как о доме, CTCF — это эшафот, разделяющий пространство в комнатах и ​​формирующий здание», — говорит Томас Граф, старший автор исследования и руководитель группы в Центре геномного регулирования в барселоне «Изучение CTCF помогает нам понять клей, который удерживает геном вместе, и, по доверенности, роль трехмерной геномной архитектуры в различных фундаментальных процессах в жизни».

Роль CTCF в трансдифференцировке особенно противоречива. Это происходит, когда клетка перепрограммируется в другой тип клетки, не подвергаясь промежуточному состоянию, такому как альфа-клетки поджелудочной железы превращаются в бета-клетки, секретирующие инсулин, после повреждения поджелудочной железы.

Чтобы изучить это, исследователи из Центра геномной регуляции (CRG) в Барселоне разработали уникальную систему, в которой человеческие В-клетки могут стать макрофагами. Чтобы раскрыть роль CTCF в этом процессе, они использовали инструменты редактирования генома CRISPR, чтобы разложить белок и изучить изменения в организации генома при изменении судьбы клетки.

«К нашему большому удивлению, трансдифференцировка клеток продолжает происходить с CTCF или без него, даже если форма человеческого генома изменилась», — говорит Томас. «Ответ на один вопрос привел к другому. Какие другие факторы участвуют в трехмерной архитектуре генома человека, которые необходимы для превращения одной клетки в другую?»

Важно отметить, что исследователи также обнаружили, что истощение CTCF ухудшает способность клетки иметь полномасштабный воспалительный ответ в присутствии бактериального эндотоксина. Это один из первых случаев, когда исследователи обнаружили связь между архитектурой трехмерного генома и воспалением.

«Результаты нашего исследования могут помочь нам понять, почему воспалительный ответ ослабляется или преувеличивается в некоторых ситуациях. В далеком будущем он может даже использоваться для модулирования воспалительного ответа», — говорит Грегуар Стик, первый автор статьи. и научный сотрудник в Центре геномной регуляции. «Мы знали о CTCF на протяжении десятилетий, но все еще раскрываем его истинную роль в форме генома и функции клеток. В глубине генома еще много загадок, которые еще предстоит открыть»./P>

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *