La multiomía espacial revela compartimentos nucleares específicos para el tipo de célula

Área de la Ciencia:

• Biología celular
• La genómica
• La epigenética

Sus antecedentes:

• El núcleo de los mamíferos contiene diversas estructuras subnucleares específicas del tipo de célula que influyen en la regulación genética y la organización del genoma.
• Comprender estas estructuras requiere mapear sus componentes moleculares, asociaciones genómicas y efectos de transcripción en células individuales dentro de tejidos complejos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y aplicar un nuevo método multiómico de alta resolución para el mapeo simultáneo de los loci genómicos, el transcriptoma naciente y las estructuras subnucleares en células individuales.
• Investigar la organización de la cromatina específica del tipo celular, la regulación génica y el papel de las estructuras subnucleares en tejidos complejos.

Principales métodos:

• Desarrollo de la secuencia de ADN de dos capas FISH+ para el mapeo simultáneo de 100 049 loci genómicos, el transcriptoma naciente de 17 856 genes y las estructuras subnucleares en células individuales.
• Aplicación del método a conjuntos de datos multiómicos del cerebelo de ratones adultos.
• Análisis de datos de perfiles de cromatina basados en imágenes a escalas genómicas desde 100-200 kilobases hasta ~ 1 megabase.

Principales resultados:

• Las regiones de cromatina represivas exhiben una mayor variabilidad de tipo celular que las regiones activas en todo el genoma.
• Los focos de ARN polimerasa II se asocian con genes largos específicos del tipo celular, distintos de las manchas nucleares.
• La heterocromatina específica del tipo celular (H3K27me3, H4K20me3) se enriquece en genes/grupos, influyendo en el posicionamiento cromosómico y las interacciones en las neuronas y las células gliales.

Conclusiones:

• La secuencia de ADN de dos capas FISH+ proporciona una vista multicelular de alta resolución de las estructuras subnucleares y sus asociaciones genómicas.
• Los hallazgos ofrecen información sobre los efectos de las estructuras subnucleares en la regulación génica y la organización tridimensional del genoma dentro de tejidos complejos.