Key learning objectives

• Explore the role of 3D genome structure in gene transcription and its links to neurological diseases.
• Discover how alterations in chromatin contacts during the lifespans of humans and mice affect genome regulation during aging.
• Learn a method to obtain single-cell chromatin contact maps and 3D genome structure with the assistance of the SH800 Cell Sorter.

3D genome architecture across the lifespan

In this webinar, Professor Longzhi Tan explores the question of how nerve cells with the identical genetic information become specialized. One possible answer lies in their 3D genome structure, which organizes genes and their transcription factors, impacting gene activity and disease progression. Measuring genome structure is challenging, but Dr. Tan has developed methods based on DNA sequencing to unveil it at the single-cell level. These methods, including Dip-C, scMicro-C, Pop-C, vDip-C, and LiMCA, rely on chromatin conformation capture and whole genome amplification of single cells or single nuclei, which are sorted with the SH800 Cell Sorter.

Dr. Tan applied these methods to investigate the development of the eye, nose, and brain. In the eye, a unique structure that facilitates light concentration at night was discovered. In the nose, hubs connecting genes and their enhancers were revealed. In the brain, changes in genes, their activity, and 3D structure during development were closely monitored. The full spectrum of genetic changes in brain cells in the absence of any specific disease or pathology was documented, and significant shifts in gene activity and 3D structure were observed during early life in mice. More recently, Dr. Tan identified lasting changes in genome structure in cerebellar granule cells in both humans and mice. These findings shed light on 3D genome regulation in aging and have wide-ranging applications in medicine.

ITALIANO

Obiettivi chiave di apprendimento

Esplora il ruolo della struttura del genoma 3D nella trascrizione genetica ed i suoi collegamenti con le malattie neurologiche.

Scopri come le alterazioni nei contatti della cromatina durante la vita degli esseri umani e dei topi influenzano la regolazione del genoma durante l'invecchiamento.

Impara un metodo per ottenere mappe di contatto della cromatina di singole cellule e la struttura del genoma 3D con l'assistenza del Cell Sorter SH800.

Informazione

Architettura del genoma 3D nel corso della vita

In questo webinar, il professor Longzhi Tan esplora la questione di come le cellule nervose con la stessa informazione genetica si specializzano. Una possibile risposta risiede nella struttura 3D del loro genoma, che organizza i geni ed i relativi fattori di trascrizione, influenzando l’attività genetica e la progressione della malattia. Misurare la struttura del genoma è impegnativo, ma il dottor Tan ha sviluppato metodi basati sul sequenziamento del DNA per svelarlo a livello di singola cellula. Questi metodi, inclusi Dip-C, scMicro-C, Pop-C, vDip-C e LiMCA, si basano sulla cattura della conformazione della cromatina e sull'amplificazione dell'intero genoma di singole cellule o singoli nuclei, che vengono selezionati con il Cell Sorter SH800.

Il dottor Tan ha applicato questi metodi per studiare lo sviluppo dell'occhio, del naso e del cervello. Negli occhi è stata scoperta una struttura unica che facilita la concentrazione della luce durante la notte. Nel naso sono stati rivelati gli hub che collegano i geni ed i loro potenziatori. Nel cervello, i cambiamenti nei geni, la loro attività e la struttura 3D durante lo sviluppo sono stati attentamente monitorati. È stato documentato l’intero spettro dei cambiamenti genetici nelle cellule cerebrali in assenza di qualsiasi malattia o patologia specifica e sono stati osservati cambiamenti significativi nell’attività genetica e nella struttura 3D durante le prime fasi della vita nei topi. Più recentemente, il Dr. Tan ha identificato cambiamenti duraturi nella struttura del genoma nelle cellule granulari cerebellari sia negli esseri umani che nei topi. Questi risultati fanno luce sulla regolazione del genoma 3D nell’invecchiamento e hanno applicazioni ad ampio raggio in medicina.