近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授李興旺和李國(guó)亮團(tuán)隊(duì)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(duì)基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，以及遺傳變異對(duì)三維基因組結(jié)構(gòu)及基因表達(dá)的影響。8月13日，相關(guān)成果在線(xiàn)發(fā)表于《自然-通訊》。

近年來(lái)，利用傳統(tǒng)的Hi-C 技術(shù)，水稻三維基因組研究獲得了多項(xiàng)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(cè)到基因啟動(dòng)子-啟動(dòng)子交互（PPI）、染色質(zhì)環(huán)等精細(xì)的三維基因組結(jié)構(gòu)。

科研人員利用改進(jìn)的Long-read ChIA-PET 技術(shù)，構(gòu)建了RNA 聚合酶II（RNAPII）、組蛋白修飾H3K4me3 介導(dǎo)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(dǎo)的異染色質(zhì)交互圖譜，并進(jìn)一步系統(tǒng)分析3 種交互的基本特征。

結(jié)果顯示，RNA 聚合酶II 介導(dǎo)了28213 個(gè)染色質(zhì)遠(yuǎn)程互作，H3K4me3 修飾區(qū)域 （主要是啟動(dòng)子區(qū)）參與了11230 個(gè)遠(yuǎn)程互作，H3K9me2 修飾區(qū)域（主要是異染色質(zhì)區(qū)）參與了11590個(gè)遠(yuǎn)程互作。

分析表明，與未參與染色質(zhì)交互的結(jié)合位點(diǎn)比較，參與PPI 交互的結(jié)合位點(diǎn)覆蓋了更高活性和廣泛表達(dá)的基因，且PPI 錨定基因傾向于協(xié)同表達(dá)，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(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)模塊?；诖耍芯咳藛T提出，水稻基因組在空間上可劃分為幾類(lèi)具有不同轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)交互模塊，共覆蓋了約82%的水稻線(xiàn)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(duì)水稻染色質(zhì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的影響，并通過(guò)整合已發(fā)表的eQTL 數(shù)據(jù)，提出染色質(zhì)空間鄰近為eQTLs-etraits 遺傳關(guān)系提供了三維基礎(chǔ)。

（消息來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)）