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菲沙基因科学家阮一骏教授人类三维基因组最新研究成果在Cell发表

日期:2016年3月11日 09:52

        12月10日,菲沙基因科学家,华中农业大学“千人计划”专家阮一骏教授与其领导下的研究团队在生物学权威杂志《细胞》(Cell)上发表了学术论文 “CTCF-Mediated Human 3D Genome Architecture Reveals Chromatin Topology for Transcription”。该研究通过改进的染色质远程交互测序技术(Chromatin Interaction Analysis with Paired-End Tag Sequencing, ChIA-PET)阐明了人类细胞核中由CTCF介导的染色质空间结构规律,及其对基因表达的调控作用。该研究成果对探寻人类遗传疾病发生机制,推动医疗研究具有极重要的意义。

        人类的基因组包含30亿多对核苷酸,总长度超过两米。现在人们在细节上仍不清楚这么长的DNA是如何折叠到微米大小的核空间中,又如何进行生命活动的。该研究利用改进的ChIA-PET技术研究了不同人类细胞系中由CTCF/黏连蛋白和RNA聚合酶II(RNAPII)所介导的高度有序的染色体折叠和特异的染色质互作。研究结果显示:组成型表达基因往往定位在由CTCF/黏连蛋白介导的染色质互作位点,而特异性表达基因在空间上通过RNAPII选择性地向CTCF结构靠拢。此外,单体型变异和等位基因的不同也可以对于染色体的构象以及基因的表达造成影响,这将对某些疾病的易感性的机制作用研究提供新视角。最后,该研究通过三维基因组模拟为染色体围绕染色体轴线折叠提供了一个模型。在这个模型中CTCF参与界定染色体上的压缩或开放结构调控域。

        利用ChIA-PET技术,这项研究在不同尺度和分辨率上描绘基因组三维构象,发现:CTCF作为空间核心安排RNA聚合酶II转录调控,SNPs可以改变与疾病风险相关染色质区的拓扑结构和功能;并构建了转录调控相关的三维基因组拓扑框架模型;为人类基因组变异和疾病相关的拓扑结构上的机制提供了独特的视角。

        在阮一骏教授的指导和推动下,菲沙基因正在与国内重点医院和科研机构开展肿瘤三维基因组和动物细胞的ChIA-PET研究,以不断推广该最新基因组技术在国内的应用。菲沙基因希望与更多的科研工作者合作,在下一轮新的基因组学研究中抢占学科发展的有利先机。(刘琳)

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