Etiquetado fluorescente robusto y seguimiento de los loci genómicos endógenos no repetitivos

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• La genética
• Biología celular

Sus antecedentes:

• Comprender la organización espacial y la dinámica del genoma es crucial para la regulación genética.
• Los métodos de células fijas proporcionan instantáneas estáticas, lo que limita la comprensión de los procesos dinámicos en las células vivas.
• El seguimiento de regiones genómicas específicas en células vivas durante períodos prolongados sigue siendo un desafío significativo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un sistema robusto y genéticamente codificado para el etiquetado fluorescente y el seguimiento a largo plazo de los loci genómicos en células humanas vivas.
• Permitir un seguimiento de alta fidelidad de las regiones proximales del gen con una resolución espacial y temporal excepcional.
• Investigar la correlación entre la movilidad de la cromatina y la actividad transcripcional.

Principales métodos:

• Se utilizaron fusiones de matrices fluorogénicas y de nanocuerpos recargables de Staphylococcus aureus dCas9.
• Se emplean ARN policistrónicos compactos de guía única (sg) para etiquetar los loci genómicos no repetitivos accesibles.
• Se ha caracterizado la selectividad de la sonda y la fotostabilidad; se ha demostrado la expresión multiplexada de sgRNA para el etiquetado sostenido.

Principales resultados:

• Se logró la visualización de la dinámica de la cromatina en todo el genoma, incluso en elementos repetitivos localmente.
• Habilitado el etiquetado eficiente y sostenido de los loci no repetitivos para el seguimiento de alta fidelidad.
• Se encontró que la dinámica de la cromatina local (a 20 Hz) es específica del gen y no necesariamente dependiente de la transcripción.

Conclusiones:

• El sistema desarrollado es versátil, mínimamente invasivo y escalable para el seguimiento de la dinámica de los elementos regulatorios.
• Facilita la obtención de imágenes multiplexadas de regiones genómicas dinámicas involucradas en el control de genes.
• Ofrece una amplia aplicabilidad en diversos sistemas biológicos y contextos de enfermedades.