Ученые из Центра интегративной медицины RIKEN и Istituto FIRC di Oncologia Molecolare (IFOM) вместе с сотрудниками из Киотского университета, Karolinska Institut и DNAFORM разработали новый метод NET-CAGE, чтобы выяснить структуру типа некодирующей части генома, называемой энхансерами, которые активируют определенные гены. Эти части генома, которые когда-то считались неважными и назывались «мусорной ДНК», теперь известны как связанные с множеством заболеваний, и понимание их функции стало важной целью геномных исследований.
В настоящее время известно, что существует два типа геномных областей, известных как промоторы и энхансеры, которые работают для координации активации генов, кодирующих белок, по существу, путем их включения. В то время как промоторы расположены рядом с генами, которые они активируют, энхансеры расположены далеко, но также каким-то образом действуют на гены.
Было разработано множество методов, чтобы попытаться картировать энхансеры, но все они имели ограничения: либо отсутствие чувствительности идентификации, либо способность точно определять местоположение регионов, либо непригодность для использования, например, в замороженных клетках.
Чтобы преодолеть эти ограничения, исследователи разработали метод под названием NET-CAGE, который является расширением технологии CAGE, разработанной в RIKEN для выявления некодирующих областей генома с высокой чувствительностью, и использовали его для изучения пяти наиболее часто используемых типов рака.
Сотовые линии. Они были счастливы обнаружить, что этот метод можно использовать на криоконсервированных клетках.
Используя новый метод, исследователи сделали ряд интересных открытий относительно энхансеров.
Во-первых, они идентифицировали до 20000 новых энхансеров у людей. Они обнаружили, что, хотя промоторы активируются в различных типах клеток, энхансеры, как правило, функционируют только в одном типе клеток, что демонстрирует важное различие между двумя типами областей.
Они также обнаружили интригующую связь между двумя типами регионов, показав, что они связаны топологически в соответствии с особенностями своего типа клеток. Кроме того, они определили точное местоположение активных энхансеров при высоком разрешении нуклеотидов в кластерных областях, известных как «суперэнхансеры»."
По словам Ясухиро Муракавы из RIKEN IMS, который возглавлял команду вместе с Хидэей Кавадзи: «Мы обнаружили, что энхансеры играют важную роль в создании транскриптома, специфичного для определенного типа клеток. Новый метод, разработанный в этом исследовании, может быть использован для изучения многих аспектов биологии.
В перспективе метод может быть внедрен в геномную медицину следующего поколения."
«Используя эту технологию, – продолжает он, – мы составляем исчерпывающую карту активации энхансеров в организме человека. Объединив знания с данными о мутациях, связанных с болезнями, и данными геномики рака, мы надеемся улучшить понимание механизмов заболеваний."
В настоящее время группа занимается коммерциализацией набора NET-CAGE в сотрудничестве с K.K.
DNAFORM, компания, занимающаяся технологиями геномики, была основана в 1998 году как предприятие RIKEN.