本報訊 近日，華中農(nóng)業(yè)大學作物遺傳改良國家重點實驗室教授李興旺和李國亮團隊合作，繪制了水稻活躍基因以及異染色質(zhì)參與的高分辨率三維基因組圖譜，揭示了水稻三維基因組結(jié)構(gòu)對基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，以及遺傳變異對三維基因組結(jié)構(gòu)及基因表達的影響。8月13日，相關成果在線發(fā)表于《自然—通訊》。
近年來，利用傳統(tǒng)的Hi-C技術，水稻三維基因組研究獲得了多項重要發(fā)現(xiàn)。然而，受限于分辨率不高等因素，Hi-C方法很難精確地檢測到基因啟動子—啟動子交互（PPI）、染色質(zhì)環(huán)等精細的三維基因組結(jié)構(gòu)。
科研人員利用改進的Long-read ChIA-PET技術，構(gòu)建了RNA聚合酶II（RNAPII）、組蛋白修飾H3K4me3介導的水稻活躍基因的染色質(zhì)交互圖譜，以及組蛋白修飾H3K9me2介導的異染色質(zhì)交互圖譜，并進一步系統(tǒng)分析了三種交互的基本特征。
結(jié)果顯示，RNA聚合酶II介導了28213個染色質(zhì)遠程互作，H3K4me3修飾區(qū)域（主要是啟動子區(qū)）參與了11230個遠程互作，H3K9me2修飾區(qū)域（主要是異染色質(zhì)區(qū)）參與了11590個遠程互作。
分析表明，與未參與染色質(zhì)交互的結(jié)合位點比較，參與PPI交互的結(jié)合位點覆蓋了更高活性和廣泛表達的基因，且PPI錨定基因傾向于協(xié)同表達，而異染色質(zhì)交互的染色質(zhì)環(huán)形成了水稻染色體構(gòu)象中相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)模塊?；诖?，研究人員提出，水稻基因組在空間上可劃分為幾類具有不同轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)交互模塊，共覆蓋了大約82%的水稻線性基因組區(qū)域。
此外，研究人員還揭示了功能性遺傳變異對水稻染色質(zhì)拓撲結(jié)構(gòu)及基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的影響，并通過整合已發(fā)表的eQTL數(shù)據(jù)，提出了染色質(zhì)空間鄰近為eQTLs-etraits遺傳關系提供了三維基礎。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-019-11535-9
