水稻基因組有了更清晰的三維圖譜

近日，華中農業(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構對基因的轉錄調控，以及遺傳變異對三維基因組結構及基因表達的影響。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）、染色質環(huán)等精細的三維基因組結構。

科研人員利用改進的Long-read ChIA-PET 技術，構建了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交互圖譜，以及組蛋白修飾H3K9me2 介導的異染色質交互圖譜，并進一步系統(tǒng)分析3 種交互的基本特征。

結果顯示，RNA 聚合酶II 介導了28213 個染色質遠程互作，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（主要是異染色質區(qū)）參與了11590個遠程互作。

分析表明，與未參與染色質交互的結合位點比較，參與PPI 交互的結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，而異染色質交互的染色質環(huán)形成了水稻染色體構象中相對穩(wěn)定的結構模塊。基于此，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錄活性的染色質交互模塊，共覆蓋了約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拓撲結構及基因轉錄調控的影響，并通過整合已發(fā)表的eQTL 數(shù)據(jù)，提出染色質空間鄰近為eQTLs-etraits 遺傳關系提供了三維基礎。

（消息來源：中國科學報）