Assoziation schneller Reaktionen der Genexpression mit Änderungen der 3D-Chromatinkonformation in veränderter Schwerkraft

Abstract

Die molekularen Prinzipien bei der Transduktion von Schwerkraftänderungen in zelluläre Antwort- und Anpassungsprozesse sind bisher weitgehend unbekannt. Wir konnten in humanen Jurkat-T-Zellen zeigen, dass Gene bei veränderter Schwerkraft in Clusterstrukturen („gravity-responsive chromosomal regions“, GRCRs) differenziell reguliert werden. Durch Kombination mit Hochdurchsatz-Chromatin-Konformationsanalysen (Hi-C) konnte eine hochsignifikante Assoziation von GRCRs mit strukturellen 3D-Chromatinveränderungen identifiziert werden, die vor allem auf den kleinen Chromosomen (chr16–chr22) kolokalisieren. Wir fanden weiterhin Hinweise auf einen mechanistischen Zusammenhang zwischen Spleißprozessen und differenzieller Genexpression bei veränderter Schwerkraft. Somit haben wir erste Belege dafür gefunden, dass Änderungen der Schwerkraft in den Zellkern übertragen werden und dort 3D-Chromosomen-Konformationsänderungen hervorrufen, die mit einer schnellen Transkriptionsantwort verbunden sind. Wir vermuten, dass die schnelle genomische Antwort auf veränderte Gravitationskräfte in der Organisation des Chromatins spezifisch codiert ist.