Våra celler innehåller en lång, spagettiliknande molekyl som kallas DNA, som bär instruktionerna för att bygga och driva cellen. Men celler läser inte hela sitt DNA på en gång. Istället läser de selektivt specifika delar av DNA:t, så kallade gener. Dessa gener transkriberas sedan till RNA-molekyler, som fungerar som budbärare som bär instruktionerna från DNA till cellens proteintillverkningsmaskineri.
Att förstå hur celler bestämmer vilka regioner av DNA:t som ska läsas, och hur de reglerar denna process, är avgörande för att dechiffrera grundläggande aspekter av biologi, såsom hur celler differentierar till specialiserade typer och hur sjukdomar uppstår när denna reglering går fel. Men forskarna saknar för närvarande en heltäckande förståelse för denna genregleringsprocess.
Den nya RNA-infångningstekniken Hi-C tar itu med denna utmaning genom att tillhandahålla en detaljerad karta över var och hur celler läser sitt genom. Den kombinerar två banbrytande metoder:RNA-infångning, som gör det möjligt för forskare att selektivt rikta in sig på specifika RNA-molekyler, och Hi-C, som mäter hur olika regioner i genomet interagerar.
Genom att kombinera dessa tillvägagångssätt identifierar RNA capture Hi-C de regioner av DNA som aktivt transkriberas till RNA, såväl som de fysiska interaktionerna mellan dessa regioner och andra delar av genomet. Denna information ger en heltäckande bild av hur celler selektivt kommer åt och reglerar sin genetiska information.
En viktig fördel med RNA-infångning Hi-C är dess mångsidighet. Den kan användas för att studera olika celltyper, från mänskliga celler till djur- och växtceller, och kan även användas för att undersöka olika biologiska förhållanden, såsom hur celler svarar på stimuli eller hur genreglering förändras under utveckling eller sjukdom.
Forskargruppen, ledd av forskare från University of California, Berkeley, demonstrerade effektiviteten av RNA-infångning Hi-C genom att använda den för att studera genreglering i mänskliga embryonala stamceller, och avslöjade nya insikter om hur dessa celler bibehåller sitt pluripotenta tillstånd och differentierar till specialiserade celltyper.
Dessutom lyfter forskarna fram andra potentiella tillämpningar av tekniken, som att studera mekanismerna bakom neurodegenerativa sjukdomar, förstå hur immunceller svarar på patogener och att undersöka hur genreglering påverkas av miljöfaktorer och åldrande.
Sammanfattningsvis representerar utvecklingen av RNA-infångning Hi-C ett betydande framsteg i vår förmåga att studera genreglering. Genom att tillhandahålla en heltäckande karta över var och hur celler läser sitt genom, har denna teknik ett stort löfte för att låsa upp nya insikter om grundläggande biologiska processer och informera om förståelsen och behandlingen av olika sjukdomar.
