真核生物细胞核中基因组高度压缩精密设置,但是又必须能在合适的时间进行正确的基因转录,而且不同类型的细胞和不同的发育时期又有不同要求,这项工作并不容易完成。
越来越多的研究表明基因组就和蛋白质一样,会形成有序的、层次性的结构,这与一些调控功能密切相关。
介绍了染色体折叠与基因表达之间的重大关联。这四个研究机构分别绘制出了胚胎干细胞和神经祖细胞中7个基因组位点之间的高分辨率架构图,以及分析了细胞重编程过程中的一些关键结构和因子的作用。
在这些研究中,研究人员发现了一种三维相互作用的层级结构,这能在干细胞分化过程中,以亚兆碱基(submegabase)的大小进行识别,这些相互作用的拓扑结构对于干细胞作用具有重要的影响,其中的蛋白也会影响分级影响基因组。
而通过比较OCT4基因位点的局部染色质结构,研究人员还发现有一个粘结蛋白复合物(cohesin complex)介导的染色质内袢环存在于一个下游增强子与基因启动子之间,促使激活了内源干性基因。而在未重编程细胞中则没有观察到任何这样的远程相互作用。当研究人员利用RNAi抑制粘结蛋白复合物基因SMC1时,发现其可破坏染色质内相互作用,影响多能性。
此外对于干细胞研究中的重要因子Nanog 和 Oct4 因子,研究人员发现Nanog 和 Oct4 一起来调节神经外胚层细胞(neuro-ectoderm cell)的分化,研究人员全面分析了这些因子在多能性,分化和重编程中的作用。
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