Medición de la mecánica del ADN en la escala del genoma

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• La genómica
• La biofísica

Sus antecedentes:

• Las propiedades mecánicas del ADN, como la flexión, son cruciales para las funciones celulares, pero son difíciles de medir a escala.
• Comprender la mecánica del ADN es clave para descifrar las transacciones de cromatina y la regulación de todo el genoma.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un ensayo de alto rendimiento (loop-seq) para medir la propensión al bucle del ADN y la ciclizabilidad intrínseca.
• Mapear la mecánica del ADN a gran escala genómica e identificar las propiedades mecánicas codificadas por secuencias.

Principales métodos:

• Desarrolló el "loop-seq", un ensayo de alto rendimiento para cuantificar la propensión al bucle del ADN.
• Analizó 270,806 fragmentos de ADN de 50 bp del cromosoma V de Saccharomyces cerevisiae, otras regiones genómicas y secuencias aleatorias.
• Mecánica del ADN correlacionada con el posicionamiento del nucleosoma, la actividad del remodelador de la cromatina y los sitios de inicio de la transcripción.

Principales resultados:

• Regiones identificadas codificadas por secuencias de baja flexibilidad del ADN aguas arriba de los sitios de inicio de la transcripción (TSS).
• Se demostró que la baja flexibilidad del ADN de enlace inhibe el deslizamiento del nucleosoma por el remodelador de cromatina INO80.
• Reveló patrones distintos de flexibilidad del ADN en los nucleosomas (altos en las díadas, bajos en los enlaces) influenciados por la elección del codón y afectando la transcripción.

Conclusiones:

• Un mapa a escala de genoma de la mecánica del ADN revela un 'código mecánico' que influye en los procesos biológicos fundamentales.
• La mecánica del ADN juega un papel importante en la definición de regiones empobrecidas de nucleosomas y en la regulación de la expresión génica.
• La evolución de la elección del codón puede ser moldeada por las propiedades mecánicas del ADN dentro de los nucleosomas.