网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

Genome Biol. | Andrew P. Hutchins 团队发现转座元件为三维基因组结构的关键决定因素

0
分享至


座元件(transposable element,TE)序列约占人类基因组的近一半。它们能够复制自身序列并转移插入到宿主基因组中其他区,从而在进化过程中实现大量扩增。虽然大多数TE已失去转座活性,但近年来研究表明其在基因调控、胚胎发育及疾病等过程中具有重要功能。与此同时,人类基因组DNA全长约2米,在细胞核内并非以线性状态分布,而是折叠成层级化的复杂染色质三维结构——包括 A/B 区室(compartment)、染色质拓扑结构域 (topologically associating domain, TAD)、染色质环(chromatin loop)以及更细微尺度的启动子-增强子位点互作(promoter- enhancer contacts),这些结构与转录调控和基因组稳定性密切相关。过去已有研究提示某些 TE 提供 CTCF 等关键因子的结合位点,从而影响染色质环与 TAD 边界;但在 CTCF 之外,关于全基因组范围内 TE 对三维互作的贡献和所依赖的机制,仍缺乏系统性答案。一个核心障碍在于:传统 Hi-C 分析往往会丢弃或弱化重复序列(包括TE)上的多重比对 read (multi-mapped reads),导致 TE 相关染色质互作(chromatin-contact)长期未被充分纳入系统分析。

近日,南方科技大学生命科学学院系统生物学系Andrew P. Hutchins副教授课题组在 Genome Biology 上发表题为

Dissecting the contribution of transposable elements to interphase chromosome structure
的研究论文。该研究团队了面向TEHi-C分析流程te_hic首次发现TE是哺乳胞核基因组结构的重要定因素。


为系统评估转座元件在三维基因组中的作用,研究团队开发了可将转座元件相关 Hi-C read 纳入下游分析的工具 te_hic。与传统分析流程不同,te_hic 在比对与 Hi-C 矩阵构建阶段对转座元件相关读段进行针对性保留与整合,从而能够直接聚焦“TE-TE”及“TE-noTE”的染色质互作,从而更真实地反映 TE 序列在三维基因组中的贡献。


研究显示,仅使用含TE序列的 Hi-C read,仍可在相当程度上重建全基因组 Hi-C 矩阵的主要特征。尤其是,A/B compartments 与 TAD 等经典三维结构信息可以仅通过含有 TE 序列的 reads 被重新构建,提示 TE 是染色质三维结构信号的重要来源之一。在定量层面,研究进一步估计:仅考虑 TE-TE 互作时,TE 可解释约 30% 的三维基因组结构;若将 TE-noTE互作纳入,则贡献可达约 78%。这些结果表明:TE 序列在间期细胞核内的染色质折叠中占据关键地位。

研究团队随后整合多种人类与小鼠多能干细胞(pluripotent stem cell, PSC)中 DNA 结合因子数据与 Hi-C 数据,提出 TE 通过招募表观遗传或转录因子(epifactor or transcription factor, ETF)来塑造三维基因组结构。进一步计算分析识别到一类与染色质互作正相关(contact-positive)的经典因子,例如 CTCF、RAD21、SMC3 等,也发现某些因子与染色质局部互作减弱相关(contact-negative),例如 RNF2。另外,研究还鉴定了新的染色质互作正相关调控因子,例如 SMARCA4 与 MAFK,揭示了 TE 介导的三维互作可能由多类因子共同驱动,而非局限于 CTCF 依赖机制。

为验证计算预测,研究团队对候选因子进行敲降(knockdown, KD)后进行了Hi-C 实验。结果显示,SMARCA4 或 MAFK 的敲降会导致TE介导的染色质互作减少,为其正向调控TE相关染色质三维结构提供了实验证据。值得注意的是,SMARCA4 敲降对短程互作(short-range contact)的影响更为显著,提示其可能通过结合TE来维持局部三维结构的稳定性。

总体而言,该研究从方法学与机制层面同时推进了对三维基因组的理解:一方面,te_hic 为研究重复序列参与三维基因组提供了可复用的分析工具,减少了传统分析流程对 TE 信号的系统性损失;另一方面,研究提出并验证了“TE—ETF结合—染色质互作”这一更广义的机制框架,表明 TE 是哺乳动物细胞三维基因组结构的关键决定因素之一。关发现为理解染色维结构及其相的基因和表观遗传调控提供了新的线切入点,同时也为进一步解析TE在多种生物学过程中的调控功能和分子机制打下了基础

南方科技大学硕士生 Liyang Shi(现京都大学-麦吉尔大学国际联合基因组医学博士生)、南方科技大学博士后肖珍、研究助理教授周雪蒙为论文共同第一作者,Andrew P. Hutchins 副教授为论文通讯作者。

http://doi.org/10.1186/s13059-026-03945-y

制版人: 十一

学术合作组织

(*排名不分先后)



战略合作伙伴

(*排名不分先后)



转载须知


【非原创文章】本文著作权归文章作者所有,欢迎个人转发分享,未经作者的允许禁止转载,作者拥有所有法定权利,违者必究。

BioArt

Med

Plants

人才招聘

近期直播推荐


点击主页推荐活动

关注更多最新活动!


特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
悲哀!因无法统一意见,广东一家族清明祭祖群解散,发帖引热议

悲哀!因无法统一意见,广东一家族清明祭祖群解散,发帖引热议

火山詩话
2026-04-03 14:37:08
乔治23分6板6助76人横扫森林狼2连胜,恩比德19+13华子15中3

乔治23分6板6助76人横扫森林狼2连胜,恩比德19+13华子15中3

湖人崛起
2026-04-04 09:30:12
弗拉格51+6+3+3独享NBA第1人,班凯罗被打爆躺赢,魔术轻取独行侠

弗拉格51+6+3+3独享NBA第1人,班凯罗被打爆躺赢,魔术轻取独行侠

钉钉陌上花开
2026-04-04 11:11:35
丧心病狂!珠峰脚下惊天骗局:导游给游客食物下药,3年骗2000万

丧心病狂!珠峰脚下惊天骗局:导游给游客食物下药,3年骗2000万

天气观察站
2026-04-03 14:01:29
伊朗确认:雷扎伊身亡

伊朗确认:雷扎伊身亡

第一财经资讯
2026-04-03 19:42:25
新疆是个好地方 | 清明寻芳正当时

新疆是个好地方 | 清明寻芳正当时

环球网资讯
2026-04-04 10:59:10
郑丽文将访问大陆,朱立伦终于表态,马英九却不吭一声,不简单

郑丽文将访问大陆,朱立伦终于表态,马英九却不吭一声,不简单

DS北风
2026-04-03 15:46:14
拒绝伊朗地面战?陆军参谋长被解职,特朗普需要军方的“自己人”

拒绝伊朗地面战?陆军参谋长被解职,特朗普需要军方的“自己人”

上观新闻
2026-04-04 05:10:15
美国,被伊朗拉下了神坛

美国,被伊朗拉下了神坛

清沐执笔
2026-04-03 16:54:47
中国造了20多款火箭,但可能集体走错了路

中国造了20多款火箭,但可能集体走错了路

玛丽姬丝
2026-04-03 19:22:16
成本20元卖434元,董宇辉帮卖了一千万,假进口保健品如此猖狂谁应被追责

成本20元卖434元,董宇辉帮卖了一千万,假进口保健品如此猖狂谁应被追责

风向观察
2026-04-03 15:23:02
美方曾提议停火48小时 伊朗以战场行动作出“回应”

美方曾提议停火48小时 伊朗以战场行动作出“回应”

国际在线
2026-04-04 04:33:06
被炸毁的伊朗大桥是谁建的

被炸毁的伊朗大桥是谁建的

阿亮评论
2026-04-03 10:00:44
苹果8号员工干了49年:裁员名单绕着他走,因为赔不起

苹果8号员工干了49年:裁员名单绕着他走,因为赔不起

Ping值焦虑
2026-04-03 09:37:23
上海孑然一身女子 近600万元遗产有新进展了

上海孑然一身女子 近600万元遗产有新进展了

看看新闻Knews
2026-04-03 21:11:10
有一种从不坑穷人的奢侈品,叫巴黎世家

有一种从不坑穷人的奢侈品,叫巴黎世家

不惑猪的频道
2026-04-03 17:31:54
东部战区发海报!描绘统一后台湾省清明节场景

东部战区发海报!描绘统一后台湾省清明节场景

看看新闻Knews
2026-04-03 23:47:04
你敢地面入侵,我就派志愿军!伊朗迎来新帮手,海湾7国沉默不语

你敢地面入侵,我就派志愿军!伊朗迎来新帮手,海湾7国沉默不语

顾史
2026-04-03 23:27:25
陈光标第一次碰到钢板,在张雪的阳谋前招架不住

陈光标第一次碰到钢板,在张雪的阳谋前招架不住

一莎观察
2026-04-03 15:36:41
美媒:美军两架搜救直升机被击中 无人受伤

美媒:美军两架搜救直升机被击中 无人受伤

新华社
2026-04-04 04:12:04
2026-04-04 11:24:49
BioArt incentive-icons
BioArt
探索生物艺术之奥秘
9667文章数 18507关注度
往期回顾 全部

科技要闻

内存一年涨四倍!国产手机厂商集体涨价

头条要闻

美军两架战机被击落又有两架直升机被击中 特朗普发声

头条要闻

美军两架战机被击落又有两架直升机被击中 特朗普发声

体育要闻

刹不住的泰格·伍兹,口袋里的两粒药丸

娱乐要闻

阚清子口碑赢了!全开麦跑调拒绝重唱

财经要闻

刘纪鹏:只盼长慢牛,巩固4000点是关键

汽车要闻

17万级海豹07EV 不仅续航长还有9分钟满电的快乐

态度原创

艺术
家居
亲子
房产
军事航空

艺术要闻

宋楚瑜题字引争议,“丑书风”到底有多火?你怎么看!

家居要闻

温馨多元 爱的具象化

亲子要闻

高吸收锌硒片哪家强?2026 十大硒片深度测评,成分含量全解析

房产要闻

小阳春全面启动!现房,才是这波行情里最稳的上车票

军事要闻

俄国防部:一架苏-30战机在克里米亚坠毁

无障碍浏览 进入关怀版