中國農業科學院揭示基因組中保守非編碼序列參與植物遠程基因互作的新機制

中國農業科學院蔬菜花卉所王曉武團隊研究發現，保守非編碼序列（CNSs）參與基因之間的染色質遠程互作，CNSs富集活性組蛋白修飾并且募集轉錄因子（TFs），進而導致基因的啟動子區域與另一基因的下游區域發生遠程互作，最后調控互作的基因產生協同表達。

研究團隊利用Hi-C試驗技術，獲得白菜和甘藍的全基因組染色質互作數據，進一步結合擬南芥的Hi-C數據集分析，發現擬南芥、白菜和甘藍中分布在不同染色體上的基因頻繁發生遠程空間互作，并主要集中在基因的啟動子區域（5’端上游2 kb）和另一基因的下游區域（3’端下游2 kb）。進一步研究發現，含有較多CNSs的基因發生遠程互作的頻率更高，并且CNSs越多，轉錄因子結合位點和活性組蛋白修飾標記就越多；且對于具有CNSs的遠程互作基因，基因間協同表達趨勢更加明顯。揭示了CNSs參與遠程基因互作的新機制：CNSs富集活性組蛋白修飾并參與招募轉錄因子，進而介導基因的5’端與另一基因的3’端發生遠程互作，最終確保互作基因的協調表達。該研究揭示了保守非編碼序列在蔬菜作物中基因遠程互作的重要意義。本研究結果“Conserved noncoding sequences correlate with distant gene contacts inArabidopsisandBrassica”已于2023年2月在線發表在《Journal of Integrative Plant Biology》上。