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    首頁 - 3D - 水稻基因組有了更清楚的三維圖譜
點擊:46        時間:2019-08-15 09:25:51

  近日,華中農業大學作物遺傳改良國家重點實驗室教授李興旺和李國亮團隊合作繪制了水稻活躍基因以及異染色質參與的高分辨率三維基因組圖譜,揭示了水稻三維基因組結構對基因的轉錄調控,以及遺傳變異對三維基因組結構及基因表達的影響。相關成果8月13日在線發表于《自然—通訊》。

  近年來,利用傳統的Hi-C技術,水稻三維基因組研究取得了多項重要發現,鑒定了一些較大的結構單元,如區室結構、拓撲結構域等。然而,受限于分辨率不高等因素,Hi-C方法很難精確地檢測到基因啟動子-啟動子交互(PPI)、染色質環等精細的三維基因組結構。

  科研人員利用改進的Long-read ChIA-PET技術,構建了RNA聚合酶II(RNAPII)、組蛋白修飾H3K4me3介導的水稻活躍基因的染色質交互圖譜,以及組蛋白修飾H3K9me2介導的異染色質交互圖譜,并進一步系統分析了三種交互的基本特征。

  結果顯示,RNA聚合酶II介導了28213個染色質遠程互作,H3K4me3修飾區域(主要是啟動子區)參與了11230個遠程互作,H3K9me2修飾區域(主要是異染色質區)參與了11590個遠程互作。

  分析表明,與未參與染色質交互的結合位點比較,參與PPI交互的結合位點覆蓋了更高活性和廣泛表達的基因,且PPI錨定基因傾向于協同表達,而異染色質交互的染色質環形成了水稻染色體構象中相對穩定的結構模塊?;诖?,研究人員提出,水稻基因組在空間上可劃分為幾類具有不同轉錄活性的染色質交互模塊(CID),共覆蓋了大約82%的水稻線性基因組區域。

  此外,通過水稻不同品系間基因組變異數據的分析,研究人員揭示了功能性遺傳變異對水稻染色質拓撲結構及基因轉錄調控的影響。同時,通過整合已發表的eQTL數據,提出了染色質空間鄰近為eQTLs-etraits遺傳關系提供了三維基礎。

  科學家認為,這項成果有助于深入理解水稻空間結構與各種表觀修飾及基因表達的關系,為水稻遺傳改良和其他經濟作物的研究提供重要的指導意義和科學價值。(來源:科學網)

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