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任兵教授Cell Res:開發(fā)新的ChIP-seq分析遠(yuǎn)程染色質(zhì)相互作用

日期:2016-12-05 09:27:07

 近日,加州大學(xué)圣地亞哥分校任兵教授帶領(lǐng)的研究小組,在國際知名學(xué)術(shù)期刊《Cell Research》以Letter to the Editor的形式,在線發(fā)表了題為“Mapping of long-range chromatin interactions by proximity ligation-assisted ChIP-seq”的學(xué)術(shù)文章。這項研究開發(fā)了鄰位連接輔助的ChIP-seqPLAC seq),其中鄰位連接是在核染色質(zhì)切割和免疫共沉淀之前,在細(xì)胞核中進(jìn)行的。并且研究人員證明,PLAC-seq可大大地提高ChIA-PET檢測哺乳動物細(xì)胞遠(yuǎn)程染色質(zhì)相互作用的效率和精度。

 

任兵教授早年畢業(yè)于中國科技大學(xué),現(xiàn)為加州大學(xué)圣地亞哥分校Ludwig癌癥研究所基因調(diào)控實(shí)驗室主任,主要從事哺乳動物細(xì)胞基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)分析及細(xì)胞表觀遺傳學(xué)調(diào)控機(jī)制的研究。近年來在ScienceNatureCell國際權(quán)威雜志上發(fā)表了一系列重要的研究成果。

 

遠(yuǎn)程染色質(zhì)環(huán)的形成,是遠(yuǎn)端增強(qiáng)子的靶基因轉(zhuǎn)錄激活中的關(guān)鍵一步。解析這樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可以幫助確定目標(biāo)基因的增強(qiáng)子,并注釋與人類疾病有關(guān)的非編碼序列變異。染色體構(gòu)象捕獲(3C)為基礎(chǔ)的技術(shù)的發(fā)展,促進(jìn)了高階染色質(zhì)組織的研究。常用的高通量3C方法是通過配對末端標(biāo)簽測序的Hi-C和染色質(zhì)相互作用分析((ChIA-PET)。使用Hi-C對遠(yuǎn)程染色質(zhì)相互作用的總體分析,已在堿基分辨率上得以實(shí)現(xiàn),但需要測序數(shù)十億個reads。通過ChIA-PET或目標(biāo)捕獲和Hi-C文庫測序,可以對選定的基因組區(qū)域上的遠(yuǎn)程染色質(zhì)相互作用進(jìn)行高分辨率分析。

 

ChIA-PET已被用來在高分辨率上確定各種細(xì)胞類型和物種中啟動子和增強(qiáng)子上的遠(yuǎn)程相互作用。然而,這個過程需要數(shù)百萬個細(xì)胞作為起始材料,可能是因為染色質(zhì)免疫沉淀和鄰近連接是在染色質(zhì)剪切后進(jìn)行的,這可能會導(dǎo)致蛋白質(zhì)/ DNA復(fù)合物的嚴(yán)重破壞。

 

為了減少輸入材料的用量,并提高該試驗的靈敏度和穩(wěn)健性,該研究小組開發(fā)了鄰位連接輔助的ChIP-seqPLAC seq),其中鄰位連接是在核染色質(zhì)切割和免疫共沉淀之前,在細(xì)胞核中進(jìn)行的。研究人員證明,通過調(diào)換鄰位和染色質(zhì)剪切步驟的順序,PLAC-seq可大大地提高ChIA-PET檢測哺乳動物細(xì)胞遠(yuǎn)程染色質(zhì)相互作用的效率和精度。

 

在今年,任兵教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊,還發(fā)表了其他一系列重要學(xué)術(shù)成果。今年1月份,他帶領(lǐng)加州大學(xué)的研究團(tuán)隊開發(fā)了基于CRISPR/Cas9的高通量篩選策略,并由此發(fā)現(xiàn)了一類新型增強(qiáng)子。這項研究發(fā)表在一月二十六日的Genome Research雜志上。

 

6月份,任兵教授在Molecular Cell雜志上發(fā)表文章,回顧了染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域(特別是TAD)的最新研究進(jìn)展。這篇文章詳細(xì)介紹了TAD結(jié)構(gòu)域的特點(diǎn)、功能和形成機(jī)制,還展望了這一領(lǐng)域的發(fā)展前景。

 

母型-合子型轉(zhuǎn)變(MZT)對于新個體形成是必不可少的。雖然早期胚胎發(fā)育的基因表達(dá)和DNA甲基化分析已經(jīng)取得了不少進(jìn)展,但人們對MZT過程依然知之甚少。今年9月份,任兵教授和奧斯陸大學(xué)的研究人員合作,在Nature雜志上發(fā)表文章,揭示了組蛋白H3K4me3對小鼠卵母細(xì)胞MZT的調(diào)節(jié)作用。

 

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