Genome Research揭示染色质的组织形式

 人类基因组DNA有差不多两米长，只有经过紧密包装才能塞进微小的细胞核。众所周知，DNA缠绕在组蛋白上形成碟状的核小体结构，进而包装成为染色质。染色质折叠允许一些DNA片段彼此靠近并互作，这样的区域被称为拓扑相关结构域TAD。而TAD之间的区域（inter-TAD）互作水平比较低。

莫斯科国立大学的Sergey Razin领导研究团队在Genome Research杂志上发表文章，揭示了染色质自组装成TAD和inter-TAD的分子机制。

“此前有不少研究显示，哺乳动物和果蝇基因组形成了紧凑的拓扑相关结构域TAD，它们被一些边界区域隔开，”Razin说。“不过，我们对这些边界区域还知之甚少。”大多数研究者认为，TAD边界取决于特定的基因组元件——隔离蛋白（insulator）。但Razin等人发现，果蝇TAD边界与绝缘蛋白的关系并不密切。实际上，这些边界区域拥有活性染色质和看家基因（所有细胞都表达的基因），活性染色质标签能够更好的预测TAD边界。

研究人员指出，TAD也是调控结构域，增强子（增加基因表达的小片段DNA）可以由此激活一系列组织特异性基因。如果染色质重排影响了TAD的组织形式，那么许多基因的表达水平都会发生改变，甚至引发多种人类疾病。

制药公司正在积极参与“表观遗传学药物”的开发，但这些工作目前的随机性很大，主要是分析各种化合物对表观遗传学机制的影响。要想更有目的性的寻找表观遗传学药物，我们就必须理解控制基因转录的表观遗传学机制。可以明确的是，表观遗传学体系影响了染色质的DNA包装。揭示染色质三维结构背后的分子机制，将帮助人们更好的理解和操纵表观遗传学体系。

这项研究表明，TAD是缺少活性染色质标签的凝聚结构域，由活性染色质区域分隔。研究人员在这项研究的基础上提出了染色质自我组织的分子机制，希望帮助人们开发更科学的疾病治疗策略。