來自哈佛大學及麻省理工學院的研究人員稱，她們采用超分辨率成像揭示出了不同表觀遺傳狀態(tài)的獨特染色質折疊。這一重要的成果發(fā)布在1月13日的《自然》（Nature）雜志上。

論文的通訊作者是著名的華人女科學家莊小威（XiaoweiZhuang）。莊小威早年畢業(yè)于中國科技大學少年班，34歲時成為了哈佛大學的化學和物理雙學科正教授，是哈佛物理系和化學系少有的雙科教授。莊教授當選為美國國家科學院院士，刷新了美國科學院最年輕華人院士的紀錄。她所研發(fā)的超高分辨率技術STORM與諾獎得主EricBetzig的成果不相伯仲，卻和的諾貝爾化學擦肩而過（延伸閱讀：著名學者莊小威Cell發(fā)布突破性技術）。

多方的證據(jù)表明，千堿基至兆堿基尺度上的染色質空間組織對于基因組功能至關重要�；�因、基因簇及調控結構域的大小都在這一范圍內；此外，相隔這一距離范圍的基因組元件相互之間的物理互作對于基因活性起重要作用。

近期的高通量染色質構象捕獲研究揭示，單條染色體被分割成長度在數(shù)十千堿基(kb)到數(shù)兆堿基(Mb)之間的接觸結構域或拓撲相關結構域，這種結構組織有可能與各種基因組功能相關。此外，也有人將染色質分割為以生物化學修飾和DNA結合蛋白為特征的不同表觀遺傳狀態(tài)結構域。然而，目前對于這些不同表觀遺傳狀態(tài)間的染色質三維（3D）組織差異卻不是很清楚。

在這篇Nature文章，莊小威與同事們采用超分辨率成像調查了不同表觀遺傳狀態(tài)的染色質3D組織。她們在果蠅中將基因組結構域分為轉錄活化、轉錄失活或多梳（Polycomb）抑制三種不同的狀態(tài)，并觀察了每種狀態(tài)的不同染色體組織。

研究人員發(fā)現(xiàn)三種類型的染色質結構域三維物理尺寸和結構域長度之間均顯示冪次（power-law）縮放比例，但每種類型具有不同的縮放指數(shù)。多梳抑制結構域顯示最密集的包裝及最有趣的染色質折疊特性：染色質包裝密度隨結構域長度而增加。不同于轉錄活化和轉錄失活染色質顯示相似的組織，多梳抑制結構域內染色質高度地混雜在一起。并且，相比于失活結構域，多梳抑制結構域在空間上更大程度排斥鄰近的活化染色質。計算模擬和敲低實驗表明，多梳家族蛋白（Polycomb-groupprotein）介導的可逆性染色質互作，對這些抑制染色質的獨特包裝特性起重要作用。

新研究利用超分辨率圖像揭示出了Kb-Mb尺度上不同表觀遺傳狀態(tài)的獨特染色質包裝。研究結果表明，表觀遺傳因子不僅將基因組劃分成為了具有不同生物化學特性的獨特一維結構域，還可以塑造這些結構域的三維納米級結構，這有可能與一些生物化學特性一起發(fā)揮作用調控了基因表達。

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