Много дальних взаимодействий участков Polycomb и слабые компартменты – основные признаки организации человеческого генома в нейронах.

Выделяют 4 основных уровня организации генома в пространстве – хромосомные территории, компартменты (А и B), топологически ассоциированные домены (ТАДы) и петли. Ранее 3D геном нейронов уже исследовали, но полной картины укладки ДНК в этих клетках получено не было.

Ученые под руководством Екатерины Храмеевой и Сергея Ульянова с помощью автоматического сортинга разделили нейроны и другие клеточные типы post mortem образцов мозга (зоны Вернике) и получили для них карты пространственной организации генома методом Hi-C. Оказалось, что в нейронах в среднем больше ближних взаимодействий и меньше дальних, а также слабее выражены компартменты.

Повышенная частота контактов на небольших расстояниях делает ТАДы в нейронах более выраженными, чем в других клеточных типах мозга. Исследователи сфокусировались на границах ТАДов, присутствующих только в нейронах. Такие границы маркированы гистоновыми модификациями активного хроматина, а также нейрональными генами.

Отличительной особенностью трёхмерной организации генома в нейронах оказалась сеть дальних взаимодействий, образующихся как в пределах одной хромосомы (in cis), так и между разными хромосомами (in trans). Ученые назвали их “нейронными точками” на картах Hi-C (neuronal dots). Локусы, образующие такие контакты, содержали гены транскрипционных факторов, важных для развития мозга. Интересно, что промоторы этих генов были были одновременно маркированы метками H3K4me3 (типична для активных промоторов) и H3K27me3 (типична для факультативного гетерохроматина). Такие промоторы в силу двойственности их эпигенетического статуса называют бивалентными. Ещё одной - и наиболее важной - отличительной чертой локусов, образующих дальние контакты в нейронах, является связывание в них некоторых компонентов комплексов транскрипционной репрессии Polycomb. Однако не все локусы генома, в которых связываются эти комплексы, образуют дальние контакты. Это означает, что за образование дальних контактов отвечает некий определённый компонент системы Polycomb, который присутствует в составе не всех этих комплексов. Поиск и характеристика этого компонента может пролить свет на ранее неизвестные детали регуляции работы нейрональных генов.

Таким образом, в нейронах человека больше взаимодействий между компартментами и меньше – между ними, а также там развиты дальние взаимодействия Polycomb. Функция таких взаимодействий пока не выяснена (Pletenev et al., 2024).

Pletenev, I.A., Bazarevich, M., Zagirova, D.R., Kononkova, A.D., Cherkasov, A.V., Efimova, O.I., Tiukacheva, E.A., Morozov, K.V., Ulianov, K.A., Komkov, D., et al. (2024). Extensive long-range polycomb interactions and weak compartmentalization are hallmarks of human neuronal 3D genome. Nucleic Acids Res 52, 6234-6252. 10.1093/nar/gkae271.

Источник: vk.com

Комментарии: