Una nuova tecnica per studiare l’architettura tridimensionale del genoma

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Uno studio pubblicato su Nature Methods illustra una nuova tecnica di mappatura genetica chiamata Genome Architecture Mapping (“GAM”) a cui hanno collaborato ricercatori federiciani

ILLUSTRAZIONE: Bango Renders (https://stocksnap.io/author/bango3d)

Genome Architecture Mapping

Al Centro Max Delbrück di Berlino (MDC-BIMSB) è attivo un gruppo di ricercatori coordinato da Ana Pombo, biologa molecolare responsabile del laboratorio Epigenetic Regulation and Chromatin Architecture. Il gruppo ha sviluppato una nuova tecnica chiamata Genome Architecture Mapping (“GAM”) a cui hanno contribuito i federiciani Mario Nicodemi, Andrea Maria Chiariello, Simona Bianco e Carlo Annunziatella del Dipartimento di Fisica Federico II.

Lo studio è stato pubblicato su Nature Methods e introduce metodi sperimentali riguardanti modelli computazionali e statistici per comprendere meglio l’organizzazione spaziale e la regolazione del genoma. La tecnica GAM consente di determinare le interazioni del DNA all’interno di una singola cellula. La mappatura delle interazioni tridimensionali rivela una complessità che coinvolge più regioni del DNA, influenzando l’identità delle cellule. Così gli scienziati potranno comprendere meglio le origini delle malattie, rivelando informazioni invisibili con l’Hi-C, uno strumento di lavoro sviluppato nel 2009 per studiare le suddette interazioni.

Tecniche come l’Hi-C e il GAM consentono agli scienziati di congelare e studiare le interazioni tra sequenze regolatorie e geni. Con la tecnica Hi-C, la cromatina viene tagliata in pezzi con l’ausilio di enzimi e poi incollata di nuovo insieme in modo tale da rivelare le interazioni bidirezionali del DNA al momento del sequenziamento. Nella GAM, descritta per la prima volta dal team di Ana Pombo su “Nature” nel 2017, gli scienziati prelevano centinaia di sottili fette di nuclei, ciascuno proveniente da singole cellule, e ne estraggono il DNA. Sequenziano il DNA e analizzano statisticamente i dati per capire quali regioni sono interessate dall’interazione. Hi-C e GAM sono complementari ma la prima tecnica cattura soprattutto interazioni bidirezionali. Con il GAM, gli scienziati hanno dunque creato mappe tridimensionali delle interazioni molto più complesse. Confrontandole con le mappe del genoma esistenti sono state rivelate molte interazioni nuove.

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