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細胞生物学:個々の哺乳類ゲノムの3D構造を単一細胞Hi-C法で解析する

Nature 544, 7648 doi: 10.1038/nature21429

糸に通したビーズ状のヌクレオソーム構造から、より高次の構造を形成するという、ゲノムDNAの折りたたみには、核でのさまざまな過程が密接に関連している。今回我々は、単一細胞を画像化した後に処理を行うという新たな3C法(chromosome conformation capture)で得られたデータを使って、哺乳類のゲノム全体の3D構造を計算により明らかにした。この技術では、ゲノムの折りたたみを100 kb未満の規模で調べたり、染色体構造を確認したりできる。個々のトポロジカル関連ドメイン(TAD)およびループの構造は、細胞によって著しく異なる。これに対し、Aコンパートメント、Bコンパートメント、ラミナ関連ドメイン、活性なエンハンサーやプロモーターは、どの細胞でもゲノム規模で一貫した様式で組織化されており、これらが染色体とゲノムの折りたたみを駆動している可能性が示唆された。多能性因子およびNuRD(nucleosome remodelling deacetylase)によって調節されている遺伝子を調べることで、我々は、単一細胞のゲノム構造の決定から、いかにして生物過程を研究する際の新たな手法が得られるかを実証する。

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