中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院揭示基因組中保守非編碼序列參與植物遠(yuǎn)程基因互作的新機(jī)制

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉所王曉武團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，保守非編碼序列（CNSs）參與基因之間的染色質(zhì)遠(yuǎn)程互作，CNSs富集活性組蛋白修飾并且募集轉(zhuǎn)錄因子（TFs），進(jìn)而導(dǎo)致基因的啟動(dòng)子區(qū)域與另一基因的下游區(qū)域發(fā)生遠(yuǎn)程互作，最后調(diào)控互作的基因產(chǎn)生協(xié)同表達(dá)。

研究團(tuán)隊(duì)利用Hi-C試驗(yàn)技術(shù)，獲得白菜和甘藍(lán)的全基因組染色質(zhì)互作數(shù)據(jù)，進(jìn)一步結(jié)合擬南芥的Hi-C數(shù)據(jù)集分析，發(fā)現(xiàn)擬南芥、白菜和甘藍(lán)中分布在不同染色體上的基因頻繁發(fā)生遠(yuǎn)程空間互作，并主要集中在基因的啟動(dòng)子區(qū)域（5’端上游2 kb）和另一基因的下游區(qū)域（3’端下游2 kb）。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，含有較多CNSs的基因發(fā)生遠(yuǎn)程互作的頻率更高，并且CNSs越多，轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)和活性組蛋白修飾標(biāo)記就越多；且對(duì)于具有CNSs的遠(yuǎn)程互作基因，基因間協(xié)同表達(dá)趨勢(shì)更加明顯。揭示了CNSs參與遠(yuǎn)程基因互作的新機(jī)制：CNSs富集活性組蛋白修飾并參與招募轉(zhuǎn)錄因子，進(jìn)而介導(dǎo)基因的5’端與另一基因的3’端發(fā)生遠(yuǎn)程互作，最終確保互作基因的協(xié)調(diào)表達(dá)。該研究揭示了保守非編碼序列在蔬菜作物中基因遠(yuǎn)程互作的重要意義。本研究結(jié)果“Conserved noncoding sequences correlate with distant gene contacts inArabidopsisandBrassica”已于2023年2月在線發(fā)表在《Journal of Integrative Plant Biology》上。