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染色體結(jié)構(gòu)的重排真會影響其功能嗎

2019-08-08 11:12來源:生物谷


長期以來,分子生物學(xué)家一直認(rèn)為,基因組的3D結(jié)構(gòu)域能夠控制基因的表達(dá)方式,當(dāng)在果蠅中研究了高度重排的染色體后,歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們通過研究揭示了在某些基因中發(fā)現(xiàn)的一些情況,研究人員闡明了3-D基因組結(jié)構(gòu)(染色體拓?fù)鋵W(xué)結(jié)構(gòu))和基因表達(dá)之間的解偶聯(lián)機(jī)制,相關(guān)研究刊登于國際雜志Nature Genetics上。

我們的染色體能被分為多個(gè)結(jié)構(gòu)域,控制基因表達(dá)的DNA調(diào)節(jié)性區(qū)域(增強(qiáng)子)通常會與其靶點(diǎn)基因一起位于某些染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)域(拓?fù)湎嚓P(guān)結(jié)構(gòu)域)中;截至目前為止,有很多有趣的例子,有些結(jié)構(gòu)域會將增強(qiáng)子的活性限制在結(jié)構(gòu)域中的某些基因中。這項(xiàng)研究中,研究人員通過聯(lián)合研究發(fā)現(xiàn),染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域的改變或許并不能預(yù)測基因表達(dá)的改變,這就意味著,除了結(jié)構(gòu)域之外,肯定還存在某種機(jī)制能夠控制增強(qiáng)子和其靶點(diǎn)基因之間相互作用的特異性。


研究者Eileen Furlong表示,本文研究結(jié)果對當(dāng)前科學(xué)家們普遍的認(rèn)知提出了一定的質(zhì)疑,即染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域(TADs,chromatin domains)或能約束和限制增強(qiáng)子的功能;研究者發(fā)現(xiàn),基因組3-D組織的主要改變或許對大部分基因表達(dá)的影響微乎其微,至少在生物學(xué)背景下是這樣的,研究結(jié)果表明,當(dāng)某些基因的表達(dá)被影響時(shí),許多基因似乎會對染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域的重排產(chǎn)生抗性,而僅有一小部分基因?qū)θ旧|(zhì)拓?fù)鋵W(xué)結(jié)構(gòu)的改變會變得非常敏感。


本文研究結(jié)果還在染色質(zhì)拓?fù)鋵W(xué)研究領(lǐng)域提出了許多非常有趣的問題,比如,還有哪些機(jī)制能夠控制增強(qiáng)子和其靶點(diǎn)基因之間的相互作用?許多增強(qiáng)子看起來并不混雜,其并不會與任何靶點(diǎn)基因相互關(guān)聯(lián),而其有更為喜歡的“伴侶”;后期研究人員將會利用遺傳學(xué)、光遺傳學(xué)和單細(xì)胞研究技術(shù)深入分析,這或許有望幫助研究人員在正反兩面闡明染色質(zhì)拓?fù)鋵W(xué)結(jié)構(gòu)的多種影響。