利用 3D 纳米成像对高迁移率相同基因的转录动力学方差进行单细胞可视化
亚细胞过程
2015-04-23 v2 基因组学
摘要
多细胞生化分析和单细胞荧光测量均表明，真核生物中聚合酶 II (PolII) 的延伸速率在不同细胞类型和基因间存在巨大差异。然而，对于内在因素（如遗传位点的位置、局部迁移率或活性分子机制的参与）是否为观察到的异质性的决定因素，目前尚未达成共识。利用高速 3D 荧光纳米成像技术，我们在单细胞水平上解析了标记转基因阵列内多个不同的 mRNA 合成区域。通过采用相位分析（一种荧光涨落光谱技术），我们证明这些区域是向核质释放 mRNA 分子的活性转录位点，并提取了局部 PolII 延伸速率。虽然我们在细胞间检测到 PolII 延伸速率范围为 10-100 bp/s，但我们现在还能测量同一细胞内同时测量的相同基因拷贝之间平均延伸速率高达四倍的变异。此外，我们能够可视化 PolII 延伸速率随时间的变化。我们观察到某一位点测得的平均延伸速率与其局部迁移率之间存在相关性。最后，通过将转录活性与活性位点的纳米级运动进行互相关分析，我们提供了证据，表明存在一种活性分子机制，该机制决定了转录位点的位移与转录活性的增加同时发生。这些观察结果共同表明，局部因素（如染色质局部迁移率和转录位点的微环境）是转录动力学变异的重要来源。
引用
@article{arxiv.1411.7093,
title = {Single cell visualization of transcription kinetics variance of highly mobile identical genes using 3D nanoimaging},
author = {Paolo Annibale and Enrico Gratton},
journal= {arXiv preprint arXiv:1411.7093},
year = {2015}
}
备注
56 pages, 5 main figures and 10 supplementary figures