Finden von mehr Chromosomenstrukturen durch Annahme von weniger

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Eine von drei RIKEN-Forschern entwickelte Technik kann Interaktionsmuster innerhalb der menschlichen Chromosomen identifizieren, die den herkömmlichen Methoden entgehen.

Sie wird dazu beitragen, neue Karten unserer Chromosomen zu erstellen und die komplexen Wechselwirkungen in ihnen aufzudecken.Die Zellen in unserem Körper unterscheiden sich stark in Form und Funktion, obwohl sie die gleiche genetische Information enthalten.

Eine Ursache für diese Vielfalt ist die unterschiedliche Art und Weise, wie genetisches Material in den Zellkernen verpackt wird, was zur Expression verschiedener Gene führt.Eine leistungsstarke Technik zur Analyse der Interaktionen zwischen verschiedenen Regionen eines Chromosoms ist die Hochdurchsatz-Chromosomenkonformationserfassung (Hi-C).

Die Anwendung verschiedener Clustering-Methoden auf Hi-C-Daten hat zur Identifizierung von zwei Ebenen der Chromosomenstruktur geführt: Kompartimente in großem Maßstab und topologisch assoziierende Domänen (TADs) in viel kleinerem Maßstab.”Diese beiden Arten von Strukturen existieren innerhalb desselben Chromosoms und werden dennoch mit sehr unterschiedlichen Clustering-Techniken entdeckt”, sagt Vipin Kumar, der zum Zeitpunkt der Studie am RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research war.

Das war die Motivation für unsere Studie – diese verschiedenen Organisationsebenen mit der gleichen Technik aufzuspüren”.Nun haben Kumar, Simon Leclerc und Yuichi Taniguchi eine allgemeinere Version der Hi-C-Daten-Clustering-Technik entwickelt, die sie BHi-Cect nennen.

Sie verwendet einen iterativen Top-down-Ansatz.

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” Beginnend mit dem gesamten Chromosom, zerlegt BHi-Cect es nach und nach in seine wahrscheinlichsten Cluster, beginnend mit den größten und sucht dann nach kleineren”, erklärt Kumar.”Im Gegensatz zu früheren Methoden geht BHi-Cect nicht von bestimmten Kriterien aus, um verschiedene Strukturmerkmale zu identifizieren”, sagt Taniguchi.

BHi-Cect ermöglicht es uns, viele globale und lokale Strukturmerkmale zu identifizieren, einschließlich Kompartimente, TADs und Schleifenstrukturen, und sie mit einem hierarchischen Baum zu verknüpfen – es ist eine völlig andere….

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