El rastreo de cromatina de súper resolución revela dominios e interacciones cooperativas en células individuales

Área de la Ciencia:

• La genómica
• Biología celular
• Biología molecular

Sus antecedentes:

• La organización espacial de la cromatina es crucial para regular la expresión génica y la estabilidad del genoma.
• Los dominios topológicamente asociados (TAD) son unidades estructurales clave, pero su formación y dinámica en células individuales siguen siendo incompletamente comprendidas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y aplicar un método de imagen de alta resolución para visualizar la organización de la cromatina a escala de kilobase y nanómetro en miles de células individuales.
• Investigar la conformación unicelular de la cromatina, incluidos los TAD y sus límites, y el papel de la cohesina en su formación.

Principales métodos:

• Desarrollo de una nueva técnica de imagen para el seguimiento de la organización de la cromatina.
• Análisis de la conformación de la cromatina a través de dominios topológicamente asociados (TAD) en miles de células individuales.
• Evaluación del impacto del agotamiento de la cohesión en las estructuras de la TAD y las interacciones de la cromatina.

Principales resultados:

• Reveló estructuras similares a TAD con conformación globular y límites nítidos en células individuales, con variación de célula a célula en ubicaciones límite.
• Posiciones fronterizas preferenciales identificadas en el factor de unión CCCTC (CTCF) y en los sitios de unión de cohesión.
• Demostró que el agotamiento de la cohesión abolió los TAD promedio de la población, pero preservó las estructuras tipo TAD de una sola célula, al tiempo que eliminó los sitios fronterizos preferenciales.
• Se observaron interacciones cromatínicas generalizadas, cooperativas y de múltiples vías que persistieron después del agotamiento de la cohesión.

Conclusiones:

• La imagen de una sola célula proporciona información crítica sobre la naturaleza dinámica de la organización de la cromatina, revelando TAD y mecanismos de formación de límites específicos de la célula.
• La cohesina juega un papel en el establecimiento de posiciones fronterizas preferentes, pero no es esencial para las estructuras similares a TAD en células individuales.
• Las interacciones generalizadas de la cromatina se mantienen independientemente de la cohesión, lo que sugiere mecanismos alternativos para la organización de la cromatina de orden superior.