Alu元件在染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)層次上的生物信息學(xué)分析

何超，沈文龍，李平，張彥，曾晶，殷作明，趙志虎

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Alu元件在染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)層次上的生物信息學(xué)分析

何超1,2，沈文龍2，李平2，張彥2，曾晶1，殷作明1，趙志虎2

1. 西藏軍區(qū)總醫(yī)院，拉薩 850000 2. 軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院生物工程研究所，北京 100071

染色質(zhì)在細(xì)胞核內(nèi)三維高級(jí)結(jié)構(gòu)包括最底層的核小體、核小體組成的“串珠”結(jié)構(gòu)、螺線管纖維結(jié)構(gòu)、染色質(zhì)/DNA環(huán)結(jié)構(gòu)(chromatin/DNA loop)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)域(topologically associated domain, TAD)等多層次結(jié)構(gòu)。其中，TAD因在不同的細(xì)胞類型中相對(duì)穩(wěn)定且保守，被認(rèn)為是染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的基本單元。Alu元件是一種哺乳動(dòng)物基因組中占據(jù)了較大比例的短散在重復(fù)元件，其廣泛存在且種類繁多，目前關(guān)于Alu元件功能上的研究尚不透徹。本研究對(duì)Alu元件與染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的關(guān)系進(jìn)行研究，分析了Alu元件在染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)形成中的作用，并通過染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)上的距離關(guān)系對(duì)Alu元件子族的演化流程進(jìn)行了探索。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Alu元件參與的染色質(zhì)間相互作用在高強(qiáng)度的染色質(zhì)相互作用中的比例隨著強(qiáng)度增加而逐漸增高，表明Alu在染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)構(gòu)建的過程中發(fā)揮了重要的作用。同時(shí)，研究還發(fā)現(xiàn)Alu元件在染色質(zhì)上相互作用的強(qiáng)度與進(jìn)化上的關(guān)系存在著一定的正相關(guān)性，表現(xiàn)在一維序列進(jìn)化距離上比較接近的Alu元件在染色質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)上也會(huì)彼此相互靠近。

染色質(zhì)三維結(jié)構(gòu)；Alu元件；生物信息；進(jìn)化樹

短散在元件(short interspersed elements, SINEs)是以散在方式分布于基因組中的較短的重復(fù)序列，其單元長(zhǎng)度通常在50 bp以下。Alu序列是哺乳動(dòng)物的短散在元件中所占比例最多的一種重復(fù)元件[1]。……