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基因組三維結構組裝機制獲揭示

閱讀：301發布時間：2015-9-9

基因組三維結構組裝機制獲揭示

上海交通大學系統生物醫學研究院比較生物醫學研究中心吳強團隊闡明了從一維基因組線性DNA元件“組裝"成三維基因組立體拓撲結構的自然規律及其調控基因表達模式的分子機制。相關成果日前發表于《細胞》雜志。

DNA在細胞核中被有規律地“組織"起來形成立體的三維結構，這種組織結構提供了基因表達調控及細胞發育與分化的結構基礎。但這種復雜卻很有規律的三維結構是如何被建立起來的呢？

吳強課題組發現，一種被稱為CTCF的絕緣子結合蛋白識別其靶向DNA序列是具有方向性的。這種蛋白質識別DNA的方向性決定了染色質環化的方向性，從而形成染色質拓撲結構域，進而“輔助"一維線性的DNA元件“自組裝"成立體的三維基因組，并調控基因表達。

研究人員利用前期開發的一種DNA片段遺傳編輯技術，通過原位反轉CTCF位點，發現在原鈣粘蛋白基因簇中，CTCF蛋白識別其靶向DNA元件具有方向性。這種蛋白質識別DNA調控元件的方向性，決定了染色質拓撲結構域的建立和增強子與基因啟動子的特異性相互作用，并影響基因的時空表達模式。他們還利用計算生物學方法發現，這個一維基因組線性DNA序列決定三維基因組拓撲結構的自然規律在整個人類基因組中具有普適性。

相關專家認為，基因組三維結構組裝機制的發現是一項重要工作，是認識三維基因組結構的*步。


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