Der 3D-Atlas enthüllt die Organisation des Kiwi-Genoms.

Forscher der Zhejiang A&F University und der Zhejiang University haben einen dreidimensionalen Atlas des Kiwi-Genoms (Actinidia chinensis) erstellt. Die Arbeit analysierte Blatt- und Fruchtgewebe und setzte die Chromatinorganisation in Beziehung zu epigenetischen Markierungen und der Genexpression.

Das Team erstellte in situ Hi-C-Chromosomenkonformationskarten. Im Experiment wurden drei biologische Replikate pro Gewebe gepoolt und etwa 6,51 Milliarden gepaarte Reads generiert. Die Wissenschaftler integrierten die Daten mit Analysen der Chromatinzugänglichkeit, der DNA-Methylierung, sieben Histonmodifikationen und RNA-Sequenzierung.

Der Atlas identifizierte A- und B-Kompartimente, hierarchische Subkompartimente, TAD-ähnliche Domänen und Chromatinschleifen. Blätter und Früchte wiesen eine ähnliche Gesamtorganisation auf. Unterschiede zeigten sich auf kleineren Skalen. Früchte konzentrierten sich auf mehr Kontakte über kurze Distanzen. Blätter verzeichneten einen höheren Anteil an Interaktionen über größere Distanzen.

Subkompartimente des Typs B umfassten etwa 55 % bis 60 % des Genoms. In diesen Regionen konzentrierten sich transponierbare Elemente, DNA-Methylierung und Marker, die mit Genrepression assoziiert sind. Regionen des Typs A zeigten eine höhere Transkriptionsaktivität und Marker für aktives Chromatin.

Die Studie identifizierte 68 Gene mit vorwiegender Expression in Früchten. Davon befanden sich 63 in TAD-ähnlichen Domänen in Blättern und Früchten. Mehr als 60 % dieser Gene lagen im Kompartiment B des Fruchtgewebes. Nur acht dieser Gene stimmten mit Chromatin-Loop-Ankerpunkten überein.

Die Ergebnisse deuten auf einen stärkeren Zusammenhang zwischen fruchtspezifischer Genexpression und der lokalen Organisation von Chromatindomänen hin. Langstreckenschleifen zeigten nur einen geringen Zusammenhang mit Expressionsunterschieden zwischen Blättern und Früchten. Der Atlas dient als Referenz für funktionelle und evolutionäre Studien an mehrjährigen Obstbäumen (doi 10.1093/hr/uhag076).