細(xì)胞終末分化過程中三維基因組結(jié)構(gòu)與功能調(diào)控的分子機(jī)制

楊科，薛征，呂湘

綜述

細(xì)胞終末分化過程中三維基因組結(jié)構(gòu)與功能調(diào)控的分子機(jī)制

楊科，薛征，呂湘

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所病理生理學(xué)系，醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100730

真核細(xì)胞中的染色質(zhì)DNA高度折疊形成復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，其空間組織方式對(duì)精準(zhǔn)調(diào)控基因的表達(dá)和細(xì)胞發(fā)揮正常功能都起著重要的作用。細(xì)胞終末分化成熟過程中形態(tài)及基因表達(dá)譜常發(fā)生顯著改變，同時(shí)伴隨著明顯的基因組三維結(jié)構(gòu)變化。本文在簡單介紹三維基因組多層次組織結(jié)構(gòu)(染色質(zhì)領(lǐng)域、A/B區(qū)室、拓?fù)湎嚓P(guān)結(jié)構(gòu)域和成環(huán)構(gòu)象等)基礎(chǔ)上，重點(diǎn)綜述了細(xì)胞終末分化過程中三維基因組結(jié)構(gòu)變化與功能調(diào)控方面的研究進(jìn)展，并探討了當(dāng)前三維基因組研究在解析細(xì)胞分化成熟過程時(shí)存在的問題和前景。

三維基因組；A/B區(qū)室；拓?fù)湎嚓P(guān)結(jié)構(gòu)域；成環(huán)構(gòu)象；細(xì)胞終末分化

自遺傳密碼被破解以來，尤其是多個(gè)種屬基因組測序完成后，基因組的一維序列信息得到了廣泛研究和闡釋。然而基因組在細(xì)胞核內(nèi)并非以簡單的一維線性排布，而是以復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)存在，基因組的三維結(jié)構(gòu)對(duì)基因的表達(dá)調(diào)控和細(xì)胞正常功能的發(fā)揮有著重要影響[1]。染色體構(gòu)象捕獲技術(shù)(chro-mosome conformation capture, 3C)[2]及由其衍生而來的“C”系列技術(shù)[3~8]的發(fā)展，使研究者們得以在DNA分子水平研究染色質(zhì)之間的相互作用。3C技術(shù)主要是通過對(duì)交聯(lián)固定后的核內(nèi)基因組DNA進(jìn)行限制性酶切連接，使一維序列上遠(yuǎn)離而空間上鄰近的酶切片段有機(jī)會(huì)連接形成嵌合片段，再通過PCR檢測定量連接產(chǎn)物，以校正后的定量結(jié)果來反映染色質(zhì)片段間相互作用的強(qiáng)度。……