高清3D基因组相互作用图生成-环球今亮点

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科技日报记者 张佳欣

人类基因组的很大一部分是由调控区域组成的，这些区域控制着细胞内哪些基因在给定的时间表达。确定这些调控因子与哪些基因相互作用，有助于研究人员了解疾病是如何发生的并找到治疗方法。据8日《自然·遗传学》杂志报道，美国麻省理工学院研究人员使用一种新技术，能以高于此前100倍的分辨率绘制这些相互作用图。

DNA片段3D结构艺术图图片来源：药物标靶评论网

研究人员表示，使用这种方法，他们生成了有史以来最高分辨率的3D基因组图谱，看到了前所未见的增强子和启动子之间的大量相互作用。

研究团队首先利用了名为Micro-C的较新技术。Micro-C使用微球菌核酸酶将基因组均匀地切割成核小体大小的片段，每个片段包含150—200个DNA碱基对。这种小碎片的一致性使Micro-C具有优越的分辨率。然而，Micro-C成本高昂，且仍未达到足够高的分辨率来识别特定相互作用的类型。

因此，该团队设计了一种对基因组相互作用进行更有针对性的测序方法，由此一来，可能的基因组位点数量大大减少，测序成本降至约1000美元。这种名为“区域捕获微型C（RCMC）”的新方法能够以极低的成本生成比其他已知技术详细100倍的图像。

在测序中，研究人员关注了5个大小不等的区域，从数十万到大约200万个碱基对。其中包括一种名为Sox2的特征明确的基因，它在胚胎发育过程中的组织形成中发挥着关键作用。

在对目标DNA片段进行测序后，研究人员发现了许多与Sox2相互作用的增强子，以及附近基因和增强子之间的相互作用。在其他区域，尤其是那些充满基因和增强子的区域，一些基因与多达50个其他DNA片段相互作用，平均每个相互作用点与大约25个其他DNA片段相互作用。