Топологически-ассоциированные домены хроматина и А/В-компартменты в геноме курицы: идентификация и визуализация с помощью технологии HiC и микроскопии сверхвысокого разрешения

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 19-74-20075

НазваниеТопологически-ассоциированные домены хроматина и А/В-компартменты в геноме курицы: идентификация и визуализация с помощью технологии HiC и микроскопии сверхвысокого разрешения

Руководитель Красикова Алла Валерьевна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" , г Санкт-Петербург

Конкурс №31 - Конкурс 2019 года по мероприятию «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-205 - Клеточная биология, цитология, гистология

Ключевые слова геном домашней курицы, интерфазное ядро, архитектура генома, захват конформации хроматина, HiC, топологически-ассоциированные домены, флуоресцентная гибридизация in situ, редактирование генома, когезин, нокдаун гена, крупномасштабная организация хроматина, дифференцировка эритроцитов, 3D-FISH

Код ГРНТИ34.23.23

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Пространственная организация генома в интерфазном ядре играет ключевую роль в регуляции экспрессии генов, благодаря тесной взаимосвязи между иерархическими уровнями упаковки генома и его функциональной активностью. Сочетание современных биохимических и биоинформатических подходов позволили идентифицировать в интерфазном ядре хроматиновые нанодомены, в том числе топологически-ассоциированные домены и А/В компартменты. Реорганизация хроматиновых доменов в ходе дифференцировки клеток, в патологическом состоянии и в ответ на различные внешние воздействия остается мало изученной. Значительные усилия также направлены на сопоставление данных, полученных методами визуализации геномных локусов и технологии захвата конформации хроматина. В рамках этой проблемы представляется целесообразными исследование пространственной организации генома с помощью комплексного подхода, сочетающего современные методы HiC и 3D-FISH. В качестве объекта исследования в проекте выбрана домашняя курица (Gallus gallus domesticus), геном которой был первым среди расшифрованных геномов птиц. В эмбриональных фибробластах, но не в зрелых эритроцитах курицы коллективом исполнителей проекта с помощью полногеномного метода HiC идентифицирован ряд иерархических структурных доменов, таких как А и В компартменты и топологически-ассоциированные домены. В ходе проекта планируется провести исследование пространственной организации генома домашней курицы в клетках эритроидного ряда с помощью методов HiC, визуализации геномных локусов и редактирования генома, а именно генов структурных белков хроматина. Конкретные задачи исследования: (1) исследование изменений паттерна А и В компартментов и топологически-ассоциированных доменов (на основе анализа геномных координат границ соответствующих доменов) в ходе дифференцировки эритроцитов домашней курицы методом HiC и 3D-FISH; (2) изучение реорганизации А и В компартментов и топологически-ассоциированных доменов в ответ на индуцибельное выключение (нокдаун) гена гистона Н5 в клетках курицы эритроидного ряда с помощью технологии захвата конформации хроматина (HiC); (3) изучение реорганизации А и В компартментов и топологически-ассоциированных доменов в ответ на индуцибельное выключение (нокдаун) гена гистона Н5 в клетках курицы эритроидного ряда с помощью визуализации геномных локусов методом 3D-FISH и высокоразрешающей микроскопии. Ожидаемые результаты позволят проверть гипотезу о роли архитектурных белков хроматина в установлении специфической организации генома в зрелых эритроцитах.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. А.Злотина, А.Маслова, О.Павлова, Н.Косякова, Т.Лир, А.Красикова New insights into chromomere organization provided by lampbrush chromosome microdissection and high throughput sequencing Molecular Cytogenetics, Volume 12, Suppl. 1, p. 61 (год публикации - 2019)
10.1186/s13039-019-0439-z

2. А.Красикова, А.Злотина, А.Маслова, П.Старшова,Т.Куликова High-resolution mapping of A/B compartments and topologically associated domains on giant lampbrush chromosomes Biopolymers and Cell, Volume 35, n. 3, p. 175-175 (год публикации - 2019)
10.7124/bc.0009AF

3. Красикова А.В., Фишман В.С., Нуритдинов М.А., Батулин Н.Р., Серов О.Л., Лир Т., Маслова А.В., Старшова П.А., Суркова А.Ю., Куликова Т.В., Злотина А.М. Хроматиновые домены домашней курицы в интерфазном ядре и на стадии хромосом типа ламповых щеток Сборник тезисов Международного Конгресса "VII съезд Вавиловского общества генетиков и селекционеров, посвященный 100-летию кафедры генетики СПбГУ, и ассоциированные симпозиумы", С. 323 (год публикации - 2019)

4. Куликова Т., Суркова А., Злотина А., Красикова А. Mapping epigenetic modifications on chicken lampbrush chromosomes Molecular Cytogenetics, 13:32 (год публикации - 2020)
10.1186/s13039-020-00496-0

5. Злотина А., Маслова А., Павлова О., Косякова Н., Аль-Рикаби А., Лир Т., Красикова А. New Insights Into Chromomere Organization Provided by Lampbrush Chromosome Microdissection and High-Throughput Sequencing Frontiers in Genetics, 11:57 (год публикации - 2020)
10.3389/fgene.2020.00057

6. А. Красикова, А. Маслова, А. Злотина, В. Фишман, Н. Баттулин, М. Гридина, М. Нуриддинов, О. Серов, Т. Куликова, П. Старшова, А. Штомпель, А. Суркова Chromatin domains in chicken mitotic and meiotic cell types―Are there any TADs? Abstract book of the Epigenetics & Chromatin meeting, c. 175 (год публикации - 2020)

7. А.С. Штомпель, А.В. Маслова, А.В. Красикова Визуализация и анализ 3D-расстояний локусов из топологически-ассоциированных доменов в соматических клетках курицы Гены и клетки, Том XV, №3, Приложение, с. 154 (год публикации - 2020)

8. А. Маслова, А. Красикова FISH going meso-scale: a microscopic search for chromatin domains Frontiers in Cell and Developmental Biology, 9: 753097 (год публикации - 2021)
10.3389/fcell.2021.753097

9. А. Красикова, А. Маслова, П. Старшова, Т. Куликова Spatial organization of topologically associated chromatin domains in chicken somatic cell types and meiotic lampbrush chromosomes revealed by FISH European Cytogeneticists Association Newsletter, No. 48, p. 19-20 (год публикации - 2021)

10. Родригес Рамос Хуан Себастьян Do lampbrush chromosome chromomeres correlate with large-scale A/B chromatin compartments in chicken somatic cells? Материалы Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2021», М.: МАКС Пресс (год публикации - 2021)

11. Плотников В.А. Выявление хромосомных перестроек в клетках линии эритробластов курицы HD3 методами Hi-C и FISH Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2022» / Отв. ред. И.А. Алешковский, А.В. Андриянов, Е.А. Антипов, Е.И. Зимакова. [Электронный ресурс] – М.: МАКС Пресс, Стр. 1 (год публикации - 2022)

12. Т. Куликова, А. Маслова, П. Старшова, Х. С. Родригес Рамос, А. Красикова Comparison of the somatic TADs and lampbrush chromomere-loop complexes in transcriptionally active prophase I oocytes Chromosoma, Том 131, номер 4 (год публикации - 2022)
10.1007/s00412-022-00780-5

13. Т. Куликова, А. Красикова RNA-FISH — on Lampbrush Chromosomes: Visualization of Individual Transcription Units CRC Press, Taylor & Francis Group, Cytogenetics and Molecular Cytogenetics, Chapter 26, p. 307-318 (год публикации - 2023)
10.1201/9781003223658

14. А. Красикова, Т. Куликова, А. Маслова, В. Бернгардт, Н. Макарова, А. Попов, М. Щелкунов, А. Федотов, М. Гридина, А. Нурисламов, А. Таскина, Т. Лагунов, В. Фишман Lampbrush chromosomes of birds in post-genomic era Abstracts of papers presented at the 2022 meeting on Genome Organization & Nuclear Function, P. 167 (год публикации - 2022)

15. А. Красикова, Т. Куликова, В. Бернгардт, Н. Макарова, А. Попов, М. Щелкунов, А. Федотова Chicken oocyte transcriptome: RNAseq of nuclear and cytoplasmic long and short RNAs Abstracts the Thirteenth International Multiconference BGRS/SB-2022, P. 29 (год публикации - 2022)
10.18699/SBB-2022-017

16. А. Маслова, В. Плотников, М. Нуриддинов, М. Гридина, В. Фишман, А. Красикова Chromosome structural variations of the chicken erythroblast HD3 cell line identified by Hi-C Abstracts the Thirteenth International Multiconference BGRS/SB-2022, P. 118-119 (год публикации - 2022)
10.18699/SBB-2022-060

17. Родригес Рамос Хуан Себастьян Сопоставление A и B компартментов хроматина соматических клеток домашней курицы с доменами хроматина в хромосомах типа ламповых щеток с помощью FISH-картирования Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2022» / Отв. ред. И.А. Алешковский, А.В. Андриянов, Е.А. Антипов, Е.И. Зимакова. [Электронный ресурс] – М.: МАКС Пресс, P. 1-2 (год публикации - 2022)

18. Бернгардт В.А., Куликова Т.В., Маслова А.В., Красикова А.В. Примеры генов, транскрибируемых на хромосомах типа ламповых щеток домашней курицы: FISH-верификация данных транскриптома Цитология, том 64, № 7, с. 614 (год публикации - 2022)
10.31857/S004137712207001X

19. Красикова А., Куликова Т., Маслова А., Родригес Рамос Х.С. Transcription of protein-coding and non-coding RNA genes on the lateral loops of chicken lampbrush chromosomes revealed by FISH-mapping Сборник материалов Всероссийской конференции по естественным и гуманитарным наукам с международным участием "Наука СПбГУ 2021", с. 32-33 (год публикации - 2022)

20. Плотников В.А., Маслова А.В., Нуриддинов М.А., Гридина М.М.,Фишман В.С., Красикова А.В. Применение методов Hi-C и FISH для выявления хромосомных перестроек в клетках линии эритробластов курицы HD3 Цитология, том 64, № 7, с. 634 (год публикации - 2022)
10.31857/S004137712207001X

Публикации