Umístění nukleozomů je určení polohy nukleozomů na sekvencích eukaryotické DNA . Segmenty DNA mohou být buď součástí nukleozomálních komplexů, nebo mohou být součástí linkeru, internukleozomální DNA. Tato vlastnost DNA určuje její dostupnost pro interakci s proteiny .
Vývoj metod pro určování polohy nukleozomů se datuje do roku 1973, kdy se ukázalo, že vlastnost jaderného chromatinu se působením endogenních nukleáz rozštěpí na řadu jednotlivých fragmentů DNA přibližně stejné délky. Zpočátku se v experimentech používala jako nukleáza deoxyribonukleáza I , následně se rozšířila mikrokoková nukleáza [1] .
Experimentální metoda pro stanovení oblastí DNA, které tvoří nukleozomy, je založena na použití mikrokokové nukleázy (metoda MNase-seq). Buňky se zmrazí a rozdrtí, nechají se roztát. Po rozmrazení se homogenát obsahující chromatin zpracuje mikrokokovou nukleázou. Nukleáza štěpí spojovníkové oblasti DNA, které nejsou chráněny nukleozomy. Pomocí proteáz a RNáz se roztok čistí od proteinů a RNA . Z roztoku se extrahuje DNA. Využívá se jak kolonová chromatografie , tak možnosti kapalné extrakce - fenol-chloroformová extrakce [2] .
DNA se vysráží ethanolem . Ne všechna místa linkeru mohla být štěpena nukleázou. V této fázi se produkt DNA skládá ze směsi fragmentů DNA odpovídajících oblastem s různým pokrytím nukleozomů. Fragmenty DNA se oddělí podle velikosti elektroforézou na agarózovém gelu . DNA se extrahuje z gelového proužku obsahujícího mononukleozomový produkt. Výsledné fragmenty DNA jsou připraveny pro sekvenování . Rozšířené je použití vysoce účinné technologie SOLiD . Jako výsledek sekvenování se získá knihovna fragmentů DNA. Fragmenty jsou mapovány do genomu . Pokrytí různých částí genomu se používá k posouzení umístění nukleozomů podle sekvence DNA [3] [4] .
Použití mikrokokové nukleázy je způsobeno tím, že má jak endonukleázové , tak exonukleázové aktivity. Nukleáza štěpí DNA a postupně odštěpuje nukleotidy z volných konců. Nevýhodou mikrokokové nukleázy je její upřednostňování jako endonukleázy pro místa složená ze alternujících nukleotidů dA a dT po dC nebo dG . Zároveň špatně rozpoznává místa pouze z opakovaných dA nebo dT (4–6). Jako exonukleáza štěpí mikrokoková nukleáza nukleotidy dC a dG pomaleji. Práce enzymu je silně inhibována v oblastech DNA, které interagují s proteiny. S dlouhou dobou expozice začne nukleáza štěpit i nukleozomální DNA, hlavně v místech blízko povrchu nukleozomu. Práce enzymu v experimentu se zastaví přidáním roztoku EDTA [5] .
Metoda MNase-seq může být doplněna ultrazvukovou disrupcí a/nebo histonovou H3 imunoprecipitací (ChIP-seq), stejně jako použitím enzymů, jako je DNáza (DNase-seq), transposáza (ATAC-seq) a CpG [ -methyltransferáza (NOME-seq). Přímou chemickou destrukci DNA mezi nukleozomy lze využít např. pomocí hydroxylového radikálu nebo malých aromatických molekul jako je methidium propyl-EDTA, který se zavede do dvoušroubovice DNA hlavně v oblastech mezi nukleozomy a zničí ji v přítomnost kationtů Fe 2+ (metoda MRE -seq) [6] .
Při studiu různých faktorů ovlivňujících distribuci nukleozomů v DNA se obvykle snaží izolovat složku vlivu samotné nukleotidové sekvence. Za tímto účelem je komplex DNA s histonovými proteiny sestaven in vitro z DNA a histonových oktamerů dříve purifikovaných z proteinů . Množství DNA a histonů se odebírá v určitém poměru, přibližně jeden histonový oktamer na 850 párů bází . Dále se provádějí stejné manipulace jako při obvyklé metodě pomocí mikrokokové nukleázy [3] .
V současné době se vyvíjejí metody pro polohování nukleozomů pomocí bioinformatických metod . Základem metod jsou experimentálně zjištěné zákonitosti v distribuci nukleozomů v různých oblastech genomu a závislost těchto distribucí na sekvenci nukleotidů DNA [7] . Údaje o výsledcích experimentálního mapování nukleozomů jsou shromažďovány v databázi NPRD ( Eng. Nucleosome Positioning Region Database ) [8] .