江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

文章■项目文章|安诺Hi-C强势出手，破解着丝粒“黑盒子”


文章■项目文章|安诺Hi-C强势出手，破解着丝粒“黑盒子”
本文插图
在基因组研究高速发展的今天 ， 染色体的着丝粒部分仍然是一个颇具神秘色彩的“黑盒子” 。 高度凝聚的异染色质结构和大量的串联重复序列 ， 是着丝粒在细胞分裂过程中执行使命的必备手段 。 但这样的特征不利于基因组片段的分离获取和比对识别 ， 给基于高通量测序的研究技术带来了不少困难 。
俗话说得好：“世上无难事 ， 只怕有心人” 。 生命科学领域的新颖研究方法层出不穷 ， 配合不断更新的测序技术和生信工具 ， 我们对于着丝粒的了解也日益增加 。 Hi-C作为破解染色质互作关系和空间构造的“终极武器” ， 不仅可以识别异染色质的分布区域 ， 还能评估异染色质的凝聚程度 ， 在着丝粒相关研究中也大有用武之地 。
2019年发表于Molecular Cell（IF=14.548）的一篇论文[1]中 ， 复旦大学文波教授研究组正是利用Hi-C在内的多种技术手段 ， 对着丝粒周边异染色质的维持机制进行了剖析 。 安诺基因为本研究提供Hi-C和转录组测序服务 ， 为挖掘重编程机制的征途提供助力！带着对“黑盒子”着丝粒满满的好奇心 ， 和小编一起来学习如何利用高通量测序技术 ， 探索异染色质形成的奥秘吧~
文章■项目文章|安诺Hi-C强势出手，破解着丝粒“黑盒子”
本文插图
文章■项目文章|安诺Hi-C强势出手，破解着丝粒“黑盒子”
本文插图
主要研究结果
SAFB蛋白：染色质的“黏合剂”
着丝粒周边异染色质（pericentromeric heterochromatin ， PCH）的形成是一个复杂的过程 ， 具有多种元件参与其中 。 异染色质区域往往存在大量的H3K9me3组蛋白修饰 ， 指导HP1α等reader蛋白执行功能；而调控组蛋白修饰的过程 ， 涉及到主要卫星RNA（major satellite RNAs ， MajSAT RNAs）对组蛋白甲基转移酶的定位 。 核基质（nuclear matrix ， NM）中的一些蛋白具有RNA结合功能 ， 可能在染色质结构维持方面具有作用 。
基于以往对于核基质蛋白的了解 ， 研究者推测其中的SAFB（scaffold attachment factor B）在染色质构成中具有重要意义 。 在小鼠AML12细胞中敲低Safb基因 ， 免疫荧光成像显示标志异染色质的H3K9me3聚集的焦点区域变小；DNaseI消化实验显示染色质可接近性显著提高；DAPI染色的焦点变得弥散 。 这些现象表明SAFB表达量下降造成染色质凝聚程度下降 。 而在NIH 3T3细胞中进行SAFB-GFP过表达则导致了相反的染色质凝聚加强效果 。 这些证据表明 ， SAFB是染色质发生凝聚所必需的“黏合剂” ， SAFB减少会导致染色质高级结构变得松散 。
文章■项目文章|安诺Hi-C强势出手，破解着丝粒“黑盒子”
本文插图
SAFB减少导致异染色质信号弥散（左） ， 而过表达使信号进一步集中（右）
Safb敲低导致PCH的高级结构重塑
为了判断SAFB减少后着丝粒周边区域的构造是否变化 ， 研究者比较了Safb敲低前后AML12细胞的Hi-C交互矩阵 。 结果显示 ， Safb敲低后染色体间着丝粒相邻区域的互作显著增加 ， 接触频率明显上升 。 另一方面 ， 尽管ChIP-seq和ChIP-qPCR都显示Safb敲低没有显著影响H3K9me3的修饰水平和分布区域 ， 但HiChIP数据显示Safb敲低后H3K9me3修饰结构域内的互作减少 ， 结构域间互作增加 。 这表明H3K9me3修饰的染色质结构域在Safb敲低后发生了重构 。
文章■项目文章|安诺Hi-C强势出手，破解着丝粒“黑盒子”
本文插图
SAFB缺失组与对照组的Hi-C矩阵变化（左）和SAFB缺失下的结构变化示意（右）
SAFB与MajSAT RNAs协作维系异染色质
前期研究已经发现SAFB可以与多种RNA发生结合 ， 这可能是其发挥功能的关键 。 研究者利用RIP-seq鉴定了大量与SAFB相关的RNA ， 其中包括MajSAT RNA等来自异染色质重复元件的多种非编码RNA 。 MajSAT RNA在细胞核中与SAFB存在共定位 ， 而敲低MajSAT RNA可以导致SAFB-GFP信号弥散化 ， 同时引发与SAFB缺失相似的异染色质凝聚下降 ， 这表明两者在维系异染色质的过程中“携手同心” ， 缺一不可 。


推荐阅读


上一篇：「地球」生命也可能存在于极端环境下的海洋里，木卫二就有这种海洋

下一篇：『』全球最强芯片设计公司榜单出炉!华为强势入榜:全球第一竟不是高通