Аннотация:Пространственная организация генома играет важную роль в регуляции программ экспрессии генов. В частности, активацию транскрипции генов вызывает сближение промоторов и энхансеров – областей, обогащенных характерными эпигенетическими метками: гистоном Н3, ацетилированным по лизину 27 (Н3K27) и монометилированным по лизину 4 (H3K4me1). Особенный интерес представляет исследование топологии генома в клетках по ходу дифференцировки и переключения экспрессии генов, так как обнаруженные различия в пространственной организации позволяют выявить потенциальные регуляторные элементы, обусловившие реализацию генетических программ. В последние два десятилетия благодаря развитию методов современной молекулярной биологии и разработке С-методов определения конформации хромосом стало возможным детализированное изучение пространственной организации генома с высоким разрешением. Именно С-методы способствовали становлению 3D-геномики как отдельной области науки. В частности, значительным прорывом явилась разработка методик, позволяющих исследовать пространственную организацию генома в индивидуальных клетках. Выбор объекта исследования для данной работы - локуса кератиновых генов человека – обусловлен наличием характерных программ экспрессии этих генов у эпителиальных клеток разных типов и стадий дифференцировки. В особенности, интересно, что у кератиноцитов переключение экспрессии кератиновых генов наблюдается в пределах одной клетки. С помощью метода C-TALE мы исследовали пространственную организацию кератинового локуса 12q13.13 в нескольких линиях человеческих клеток: эпидермальных кератиноцитах на разных стадиях дифференцировки, фибробластах, иммортализованных кератиноцитах (НаСаТ), эпидермоидной карциноме (А431), ИПСК (индуцированных плюрипотентных стволовых клетках) и нейральных клетках-предшественниках (NPC). Также мы провели анализ транскриптомного профиля (получен методом RNA-seq с бакмидным обогащением), профилей связывания петлеобразующего белка CTCF и транскрипционного фактора р63 (получены методом ChIP-seq с бакмидным обогащением). Выбор CTCF и р63 обоснован важной ролью этих белков при дифференцировке эпидермальных клеток и недавно предложенной моделью кооперативного действия CTCF и р63 при формировании хроматиновой архитектуры в кератиноцитах кожи человека.
