2024年1月2日，北京大学现代农业研究院邓兴旺院士和何航团队在国际著名期刊Nature Communications发表了题为“Mapping nucleosome-resolution chromatin organization and enhancer-promoter loops in plants using Micro-C-XL”的论文，该研究团队与武汉菲沙基因合作对Micro-C-XL实验进行了改良使其适用于植物组织，并使用该技术在国际上首次绘制了多种植物（拟南芥、水稻、大豆）的染色质精细三维结构（分辨率<1kb）。研究团队重点对拟南芥的核小体级别（200bp分辨率）染色质互作进行了深入分析，鉴定出了启动子与超级增强子互作的loops和strips结构及介导这些互作的潜在蛋白，发现了基因转录过程在很大程度上对局部染色质结构起到了调控作用，进一步使用拟南芥Pol II突变体或抑制转录延伸的药物FVP处理，发现其在单基因水平直接影响了局部染色质结构，该研究成果加深了人们对植物染色质精细结构组织和转录调节的理解。

作者首先使用Micro-C-XL技术绘制了野生型拟南芥的染色质互作图谱，并与已有的Hi-C数据进行比较，结果显示Micro-C-XL能够在大尺度的结构上复现Hi-C的结果，包括已知的KNOT结构，更重要的是Micro-C-XL能够非常清晰的绘制Hi-C无法得到的200bp核小体分辨率下的互作图谱，许多局部的染色质结构清晰可见，且重复性良好，表明改良后适用于植物组织的Micro-C-XL技术在拟南芥中的成功应用。

然后，作者分析了不同分辨率下的拟南芥染色质结构边界，发现在200bp分辨率下具有最强且最清晰的边界强度，鉴定出了14,671的结构边界。这些边界特异性富集基因的启动子，染色质状态（CS）分析发现边界具有活性组蛋白及变体标记，结合公共数据进一步分析发现染色质可及性与边界位置具有很好的重合，染色质可及性可以预测边界强度。此外边界处的motif富集分析鉴定出了许多转录因子包括HY5、NF-YB2和AGL15等。

接下来作者分析了基因转录与染色质结构域的关系，在200bp分辨率下，可以看到拟南芥中1个或1个以上的编码蛋白的基因（PCG）形成了独立的“三角形方块结构域”，将邻近基因的转录按方向（发散、收敛和串联）和基因表达水平（低、中和高）分为九类，结合公共组蛋白和Pol II ChIP-seq数据，作者发现更强的染色质结构域边界与基因表达水平更高和Pol II的结合水平更高相对应，表明转录过程即Pol II延伸与局部染色质结构域的形成相关。

为了进一步分析Pol II延伸对染色质结构的影响，作者使用了Pol II突变体（nrpb2-3）和一种特异抑制转录延伸的药物Flavopiridol (FVP)处理拟南芥，分别进行Micro-C-XL、RNA-seq以及Pol II CTD ChIP-seq，分析结果显示突变体和药物处理均明显改变了染色质结构，在200bp分辨率的单基因水平上，Pol II的结合丰度降低越大，单基因水平的互作强度越低，这一结果表明Pol II确实可以直接影响单个基因的结构状态。

此外，一些抑制型的组蛋白修饰H3K27me3和H3K9me2/H3K27me1也参与了染色质结构域，例如已经报道的拟南芥开花基因FLC上分布有大量H3K27me3修饰，其5’启动子与3’终止子区形成了loop结构，在Micro-C-XL互作图谱上也明显的体现出来了。

增强子-启动子互作是人们普遍关注的结构，作者利用Micro-C-XL的超分辨率优势，结合近期已发表的拟南芥的749个超级增强子（SE）信息，绘制了SE与目标区域的互作，并将其分为了4种类型（loop、strip、domain和others）。在200bp分辨率下，从互作图谱中可以直观的看到这4种类型的互作。

为了评估某一种蛋白是否具有介导形成loops的潜能性，作者结合目标蛋白ChIP-seq peak信息和Micro-C-XL互作信息设计了分析算法进行定量，鉴定出了潜在的候选蛋白MORC6、MORC7、NRPE1 (Pol V)等，并检验了Pol IV(nrpd1-3)、Pol V(nrpe1-11)突变体对染色质环互作的影响。

最后，作者还在农作物水稻和大豆中使用了Micro-C-XL技术，均成功的绘制出了<1kb分辨率的染色质互作图谱，其互作热图和边界强度的表现效果都强于Hi-C，表明Micro-C-XL可以应用到更多其它植物中。