Сотрудники Института цитологии и генетики (ИЦиГ) СО РАН разработали новый метод определения места интеграции трансгена в геном – MYSTIC-seq. Об этом сообщили в пресс-службе ИЦиГ СО РАН.
Метод MYSTIC-seq позволяет точно определить место интеграции генетической конструкции в геном с помощью стандартного секвенирования коротких прочтений, без необходимости создания специальных зондов. Этот подход значительно экономичнее методов, основанных на длинных прочтениях, и доступен лабораториям с опытом в геномике. Результаты исследования опубликованы в журнале Transgenic Research.
При создании трансгенных животных генетическая конструкция обычно встраивается в случайные участки генома, что влияет на работу трансгена. Окружающий хроматин может подавлять его экспрессию, а интеграция может сопровождаться делециями и другими мутациями, нарушающими работу собственных генов организма.
Определение места интеграции затруднительно из-за большого размера генома, но эта информация важна для понимания механизмов встраивания генов и для практической работы. Знание координат трансгена позволяет разработать ПЦР-тесты для различения гемизиготных, гомозиготных и диких особей, а также создавать гомозиготные линии без дополнительных скрещиваний.
Особенность MYSTIC-seq заключается в том, что библиотеку зондов для захвата фрагментов ДНК получают непосредственно из плазмиды, использованной для создания трансгенных животных. Обогащённые фрагменты секвенируются на платформе Illumina с глубиной покрытия около 1 миллиона прочтений на образец. Место интеграции определяется по локальному увеличению покрытия генома и прочтениям, охватывающим границы трансгена и генома.
Метод был протестирован на трёх линиях трансгенных мышей. Для линии ACE5 удалось точно определить обе границы соединения трансгена с геномом и выявить делецию размером около 54 т.п.н., что позволило разработать ПЦР-тест для определения зиготности и получить гомозиготную линию. Для линий MT1 и APP была определена только одна граница интеграции, что оказалось достаточным для генотипирования.
Несмотря на свои преимущества, MYSTIC-seq имеет ограничения. Для полной реконструкции локуса метод можно дополнить секвенированием длинных прочтений. Однако для быстрого и точного определения координат интеграции при генотипировании MYSTIC-seq является эффективным инструментом.
«Очень круто делать это длинными прочтениями, но получается дорого. Мы предлагаем более дешёвый вариант, который доступен геномным лабораториям», – отметил Нариман Баттулин.
Нариман Баттулин – ведущий научный сотрудник лаборатории генетики развития ИЦиГ СО РАН, кандидат биологических наук. Простыми словами суть метода в том, чтобы точно узнать, в какое место ДНК встроился чужой ген, не тратя большие деньги на дорогое оборудование. Для этого ученые используют ту самую плазмиду, с помощью которой и создавали трансгенное животное. Она служит как бы подсказкой для поиска нужного участка. Сама процедура проходит прямо в лаборатории, и ее может освоить любая команда, которая умеет работать с геномом. Метод подходит не только для мышей и не только для одного конкретного гена – им можно искать места встраивания вирусов или любых других генетических конструкций.
Генетические инструменты помогают не только искать встроенные гены, но и бороться с опухолями. Как рассказывала интернет-газета «ЖУК», учёные нашли способ замедлить рост опухоли, искусственно «включив» работу митохондрий в раковых клетках.