科学家揭示染色质三维结构影响基因调控新机制
2025-07-14 11:48
来源:Sanford-Burnham Prebys
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桑福德伯纳姆普雷比斯医学研究所与香港科学家合作,在《基因组生物学》发表研究,提出染色质三维结构的"马铃薯模型",为理解基因组空间组织与基因调控的关系提供了新视角。这项发现有助于解释发育障碍和癌症等疾病的分子机制。基因组的许多区域形成拓扑关联结构域 (TAD)。这些结构域内的基因组部分可以更频繁地相互作用,而它们往往与结构域外的区域隔离。该示意图显示了单个单细胞中 TAD 样结构域 (scDomains) 中相互作用的比例与基因组位点相对于其 scDomain 三维结构的位置之间的关系

研究团队通过高分辨率成像发现,染色质在细胞核内形成类似马铃薯的不规则球状结构。这些被称为拓扑关联域(TAD)的三维结构中,位于表面的基因组区域更易接触调控因子,表现出更高活性;而深埋核心的区域则相对沉默。主要作者Kelly Yichen Li博士表示:"我们开发的'核心性'指标能精确定位基因在染色质团块中的空间位置,这与其表达水平显著相关。"

该研究揭示了乳腺癌细胞中12%的基因组异常与染色质结构紊乱相关。资深作者Yuk-Lap Yip博士比喻道:"就像马铃薯表皮保护内部淀粉那样,染色质的三维包装决定了基因能否被调控信号'照射'到。"团队开发的量化方法可应用于多种细胞类型,为研究肌肉干细胞分化及肌营养不良症提供了新工具。

更多信息: Kelly Yichen Li 等人,染色质结构域三维结构的调控作用,Genome Biology (2025)。期刊信息: 基因组生物学

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