ابزار ژنومیک فضایی با حفظ مکان سلول‌ها در بافت‌ها، برهمکنش‌های طولانی‌مدت DNA را نقشه‌برداری می‌کند.

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

DNA به طور تصادفی در هسته توزیع نمی شود، اما با پروتئین ها در کروماتین بسته بندی می شود، که دقیقا به ساختارهای سه بعدی پیچیده تا می شود. با این حال، دانشمندان به طور کامل متوجه نشده اند که چگونه این سازمان پیچیده سه بعدی (3D) تنظیم می شود یا چگونه در طول زمان تغییر می کند.

یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور لی شیانگ از مؤسسه ژنتیک و زیست‌شناسی تکاملی (IGDB) آکادمی علوم چین (CAS) SpaceA را توسعه داده‌اند، فناوری ژنومیک سه بعدی فضایی که امکان پروفایل‌سازی با اعتماد به نفس بالا و درجا از تعاملات کروماتین دوربرد در بخش‌های بافت را فراهم می‌کند.

این فناوری دو رویکرد را ترکیب می‌کند و به محققان اجازه می‌دهد تا معماری کروماتین درجه بالاتر را در عین حفظ بافت فضایی سلول‌ها در بافت‌ها بررسی کنند. اینها بارکدگذاری فضایی میکروسیالی است که از کانال‌های سیال ریز برای اختصاص شناسه‌های مولکولی به مکان‌های مختلف در بافت استفاده می‌کند و به محققان امکان می‌دهد مکان‌هایی را که فعل و انفعالات کروماتین خاص رخ می‌دهد، و یک استراتژی تشخیص تماس بدون بستن بدون بستن مانند SPRITE، که فعل و انفعالات بین مناطق کروماتین را بدون اتصال فیزیکی قطعه‌های DNA تشخیص می‌دهد.

این مطالعه در Developmental Cell منتشر شده است.

در سال‌های اخیر، فناوری‌های ژنومیک سه بعدی تک سلولی، درک ساختار کروماتین را ارتقا داده‌اند. با این حال، این روش‌ها نمی‌توانند موقعیت فضایی سلول‌ها را در بافت‌ها حفظ کنند، و مطالعه چگونگی تنظیم ساختار ژنوم بیان ژن در محیط‌های سلولی بومی را دشوار می‌کند.

فناوری‌های ژنومیک سه بعدی فضایی که اخیرا توسعه یافته‌اند، استراتژی‌های Hi-C مبتنی بر بستن را اتخاذ کرده‌اند که ترجیحا تعاملات کروماتین کوتاه برد را در 10 مگابایت (Mb) تشخیص می‌دهند.

برای رفع این محدودیت‌ها، محققان SpaceA را بر روی 9 بخش جنین موش اعمال کردند که شامل چهار مرحله رشدی، از روزهای جنینی 11.5 تا 14.5 (E11.5 تا E14.5)، و تولید تقریبا 4 ترابایت داده عمیق توالی‌شده برای مشخص کردن تغییرات در ساختار کروماتین در طول جنین است.

با استفاده از SpaceA، محققان دریافتند که محفظه‌های A/B دچار یک انتقال چشمگیر از E12.5 به E13.5 شده‌اند که همزمان با تغییرات عمیق رونویسی است.

این تیم همچنین یک مکانیسم مجزای مونتاژ کروماتین را در کبد جنینی کشف کردند که مستقل از تعیین محفظه کلاسیک A/B عمل می کند. فعل و انفعالات میان برد (10-40 مگابایت) به طور قابل توجهی افزایش یافت، تعاملات بین محفظه های مجاور تقویت شد، و برهمکنش های بین کروموزومی بلند برد (بیش از 40 مگابایت) ضعیف شد.

میکروسکوپ چسبندگی هتروکروماتین را در هسته سلول های کبدی نشان داد و شواهد بیشتری از این ساختار کروماتین متمایز ارائه کرد که با کاهش جهانی در بیان ژن همراه بود. این الگو با مدل کلاسیک که در آن بیان ژن از طریق سوئیچینگ محفظه A/B یا تعاملات درون محفظه ارتقا می‌یابد متفاوت است.

یوانگ ما و همکاران، معماری ژنوم حل شده فضایی در رشد جنینی موش، سلول رشدی (2026). DOI: 10.1016/j.devcel.2026.09.004

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →