मानव रेटिनल सेल क्रोमैटिन की व्यवस्था, फाइबर जो 3 अरब न्यूक्लियोटाइड-लंबे डीएनए अणुओं को कॉम्पैक्ट संरचनाओं में लपेटते हैं जो प्रत्येक कोशिका के नाभिक के भीतर गुणसूत्रों में फिट होते हैं, को राष्ट्रीय नेत्र संस्थान के शोधकर्ताओं द्वारा मैप किया गया था।
परिणामी पूर्ण जीन नियामक नेटवर्क सामान्य रूप से जीन अभिव्यक्ति विनियमन पर प्रकाश डालता है, साथ ही असामान्य और प्रचलित नेत्र रोगों दोनों में रेटिनल कार्य करता है।
अध्ययन के निष्कर्ष नेचर कम्युनिकेशंस जर्नल में प्रकाशित हुए थे।
अध्ययन के प्रमुख अन्वेषक, आनंद स्वरूप, पीएच.डी. ।, वरिष्ठ अन्वेषक और NEI में न्यूरोबायोलॉजी न्यूरोडीजेनेरेशन और मरम्मत प्रयोगशाला के प्रमुख, राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान का हिस्सा।
वयस्क मानव रेटिना कोशिकाएं अत्यधिक विशिष्ट संवेदी न्यूरॉन्स होती हैं जो विभाजित नहीं होती हैं और इसलिए यह पता लगाने के लिए अपेक्षाकृत स्थिर हैं कि क्रोमेटिन की त्रि-आयामी संरचना आनुवंशिक जानकारी की अभिव्यक्ति में कैसे योगदान करती है।
क्रोमेटिन फाइबर हिस्टोन प्रोटीन के चारों ओर स्पूल डीएनए के लंबे स्ट्रैंड को पैकेज करते हैं और फिर अत्यधिक कॉम्पैक्ट संरचनाओं को बनाने के लिए बार-बार लूप करते हैं।
वे सभी लूप कई संपर्क बिंदु बनाते हैं जहां आनुवंशिक अनुक्रम जो प्रोटीन के लिए कोड जीन नियामक अनुक्रमों के साथ बातचीत करते हैं, जैसे सुपर-एन्हांसर, प्रमोटर और ट्रांसक्रिप्शन कारक।
ऐसे गैर-कोडिंग अनुक्रमों को लंबे समय तक “जंक डीएनए” माना जाता था।
लेकिन अधिक उन्नत अध्ययनों से पता चलता है कि ये अनुक्रम कैसे नियंत्रित करते हैं कि कौन से जीन लिखित हो जाते हैं और कब, उन तंत्रों पर प्रकाश डालते हैं जिनके द्वारा गैर-कोडिंग नियामक तत्व नियंत्रण करते हैं, भले ही डीएनए स्ट्रैंड पर उनका स्थान उनके द्वारा नियंत्रित जीन से दूर हो।
डीप हाई-सी सीक्वेंसिंग का उपयोग करते हुए, 3डी जीनोम संगठन का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक उपकरण, शोधकर्ताओं ने एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन मानचित्र बनाया जिसमें रेटिना सेल क्रोमैटिन के भीतर 704 मिलियन संपर्क बिंदु शामिल थे।
चार मानव दाताओं से पोस्टमार्टम रेटिना के नमूनों का उपयोग करके मानचित्रों का निर्माण किया गया था।
शोधकर्ताओं ने तब उस क्रोमैटिन टोपोलॉजी मानचित्र को रेटिना जीन और नियामक तत्वों पर डेटासेट के साथ एकीकृत किया।
जो सामने आया वह समय के साथ क्रोमैटिन के भीतर बातचीत की एक गतिशील तस्वीर थी, जिसमें जीन गतिविधि हॉट स्पॉट और डीएनए के अन्य क्षेत्रों से अलग-अलग डिग्री के इन्सुलेशन वाले क्षेत्र शामिल थे।
उन्होंने रेटिनल जीन पर बातचीत के अलग-अलग पैटर्न पाए, जो बताते हैं कि कैसे क्रोमेटिन का 3 डी संगठन ऊतक-विशिष्ट जीन विनियमन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
स्वरूप ने कहा, “जीनोमिक वास्तुकला की इतनी उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाली तस्वीर ऊतक-विशिष्ट कार्यों के अनुवांशिक नियंत्रण में अंतर्दृष्टि प्रदान करना जारी रखेगी।”
इसके अलावा, चूहों और मानव क्रोमैटिन संगठन के बीच समानताएं प्रजातियों में संरक्षण का सुझाव देती हैं, रेटिना जीन विनियमन के लिए क्रोमैटिन संगठनात्मक पैटर्न की प्रासंगिकता को रेखांकित करती हैं।
चूहों में क्रोमैटिन लूप के माध्यम से बातचीत करने वाले एक तिहाई (35.7%) से अधिक जीन जोड़े ने भी मानव रेटिना में ऐसा किया।
शोधकर्ताओं ने एएमडी और ग्लूकोमा में उनकी भागीदारी के लिए जीनोम-वाइड एसोसिएशन अध्ययनों से पहचाने गए आनुवंशिक रूपों पर डेटा के साथ क्रोमैटिन टोपोलॉजी मानचित्र को एकीकृत किया, दृष्टि हानि और अंधापन के दो प्रमुख कारण।
निष्कर्ष उन बीमारियों में शामिल विशिष्ट उम्मीदवार कारण जीन को इंगित करते हैं।
एकीकृत जीनोम नियामक मानचित्र अन्य सामान्य रेटिना से जुड़ी बीमारियों जैसे डायबिटिक रेटिनोपैथी से जुड़े जीन के मूल्यांकन में भी मदद करेगा, विरासत में मिली रेटिनल और मैकुलर बीमारियों में लापता आनुवंशिकता का निर्धारण और जीनोटाइप-फेनोटाइप सहसंबंधों को समझने में मदद करेगा।
कैसे क्रोमैटिन टोपोलॉजी मानचित्र रेटिना कोशिकाओं के साथ डीएनए जुड़ाव की पहचान करते हैं
