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Genome Architecture Mapping

Eine 3D-Karte des Genoms

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Großes Potenzial für die Untersuchung seltener Zelltypen

Die GAM-Methode arbeitet mit einzelnen Zellen und kann deren Position im Gewebe genau bestimmen. Sie kann auch solche Typen von Zellen untersuchen, die selten in einem Gewebe vorkommen – ein bedeutender wissenschaftlicher Fortschritt gegenüber früheren Methoden, die zahlreiche gleichartige Zellen brauchen und damit die Untersuchung solcher Zelltypen erschweren.

„Die Methode hat ungeheures Potenzial. Mit ihr können wir menschliche Gewebeproben untersuchen und die Kontakte zwischen den regulatorischen Bereichen und ihren entsprechenden Zielgenen katalogisieren. Diese Erkenntnisse lassen sich nutzen, um die genetische Variation und ihren Einfluss auf die Biologie des Zellkerns zu verstehen“, sagt Pombo.

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Andere Forscher möchten mit der Methode nun untersuchen, was geschieht, wenn Retroviren ihre DNA in das Erbgut der Wirtszelle einschleusen. Auch für die Krebsforschung ist es interessant, die DNA von unterschiedlichen Bereichen eines Tumors zu kartieren. „Aus den GAM-Daten und mit Hilfe der mathematischen Modelle können wir diese Informationen verlässlich ableiten“, sagt Nicodemi. „So lassen sich jene Wechselwirkungen in Gruppen identifizieren, die eine Schlüsselrolle bei der Steuerung von Genen spielen.“

Beagrie fügt hinzu: „Wir stellen uns nun die Frage, ob ein Gen mit allen Genschaltern gleichzeitig in Kontakt kommt oder nur von jeweils einem zu einem gegebenen Zeitpunkt. Viele Gene, die für die frühe Entwicklung wichtig sind, besitzen mehrere dieser Schalter. Aber wie und warum diese zur Genregulierung aktiv werden, ist noch unklar.“

Originalpublikation: Robert A. Beagrie1,2,3, Antonio Scialdone4, Markus Schueler1, Dorothee C. A. Kraemer1, Mita Chotalia2, Sheila Q. Xie2, Mariano Barbieri1,5, Inês de Santiago2, Liron-Mark Lavitas1,2, Miguel R. Branco2†, James Fraser6, Josée Dostie6, Laurence Game7, Niall Dillon3, Paul A. W. Edwards8, Mario Nicodemi4 & Ana Pombo1,2,5,9 (2017): Complex multi-enhancer contacts captured by Genome Architecture Mapping. Nature. doi:10.1038/nature21411

1 Epigenetic Regulation and Chromatin Architecture Group, Berlin Institute for Medical Systems Biology, Max-Delbrück Centre for Molecular Medicine in the Helmholtz Association, Berlin, Germany.

2 Genome Function Group, MRC London Institute of Medical Sciences (previously MRC Clinical Sciences Centre), Imperial College London, London, UK.

3 Gene Regulation and Chromatin Group, MRC London Institute of Medical Sciences (previously MRC Clinical Sciences Centre), Imperial College London, London, UK.

4 Dipartimento di Fisica, Università di Napoli Federico II, and INFN Napoli, Complesso Universitario di Monte Sant’Angelo, Naples, Italy.

5 Berlin Institute of Health (BIH), Berlin, Germany.

6 Department of Biochemistry and Goodman Cancer Research Centre, McGill University, Montréal, Québec, Canada.

7 Genomics Laboratory, MRC London Institute of Medical Sciences (previously MRC Clinical Sciences Centre), Imperial College London, London, UK.

8 Hutchison/MRC Research Centre and Department of Pathology, University of Cambridge, Cambridge, UK.

9 Institute for Biology, Humboldt-Universität zu Berlin, Berlin, Germany.

Robert A. Beagrie und Antonio Scialdone haben gleichermaßen zu der Arbeit beigetragen. Mario Nicodemi und Ana Pombo haben die Arbeit an der Studie gemeinsam geleitet.

* V. Glaßer: Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft, 13125 Berlin

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