高清3D基因組相互作用圖生成

(資料圖)

人類基因組的很大一部分是由調控區域組成的，這些區域控制著細胞內哪些基因在給定的時間表達。確定這些調控因子與哪些基因相互作用，有助于研究人員了解疾病是如何發生的并找到治療方法。據8日《自然·遺傳學》雜志報道，美國麻省理工學院研究人員使用一種新技術，能以高于此前100倍的分辨率繪制這些相互作用圖。

DNA片段3D結構藝術圖

圖片來源：藥物標靶評論網

研究人員表示，使用這種方法，他們生成了有史以來最高分辨率的3D基因組圖譜，看到了前所未見的增強子和啟動子之間的大量相互作用。

研究團隊首先利用了名為Micro-C的較新技術。Micro-C使用微球菌核酸酶將基因組均勻地切割成核小體大小的片段，每個片段包含150—200個DNA堿基對。這種小碎片的一致性使Micro-C具有優越的分辨率。然而，Micro-C成本高昂，且仍未達到足夠高的分辨率來識別特定相互作用的類型。

因此，該團隊設計了一種對基因組相互作用進行更有針對性的測序方法，由此一來，可能的基因組位點數量大大減少，測序成本降至約1000美元。這種名為“區域捕獲微型C(RCMC)”的新方法能夠以極低的成本生成比其他已知技術詳細100倍的圖像。

在測序中，研究人員關注了5個大小不等的區域，從數十萬到大約200萬個堿基對。其中包括一種名為Sox2的特征明確的基因，它在胚胎發育過程中的組織形成中發揮著關鍵作用。

在對目標DNA片段進行測序后，研究人員發現了許多與Sox2相互作用的增強子，以及附近基因和增強子之間的相互作用。在其他區域，尤其是那些充滿基因和增強子的區域，一些基因與多達50個其他DNA片段相互作用，平均每個相互作用點與大約25個其他DNA片段相互作用。

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