子科生物報道：微米大小的細胞為了儲存遺傳信息，其遺傳物質(zhì)在細胞核內(nèi)被緊密地包裝和折疊。研究發(fā)現(xiàn)基因組的結構是有序的，至少有三個逐級復雜的維度。其中，三維結構是染色質(zhì)的高級結構，該結構由特殊的結構蛋白質(zhì)所介導（比如：Cohesin，CTCF等），這些結構蛋白將30 nm的染色質(zhì)纖維折疊成具有“染色質(zhì)環(huán)”的高級結構。“染色質(zhì)環(huán)”不僅有利于精確地保存遺傳信息，而且可以介導遠距離染色質(zhì)內(nèi)和染色質(zhì)間的相互作用，能將調(diào)控元件帶到目的基因附近，從而調(diào)控基因表達。

　　9月4日，中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院、生物島實驗室姚紅杰研究員課題組在學術期刊Nucleic Acids Research《核酸研究》在線發(fā)表了研究成果。該團隊通過系統(tǒng)性篩選在基因組上與CTCF共定位的轉(zhuǎn)錄因子，鑒定出大量與CTCF存在高共定位率的新轉(zhuǎn)錄因子，并選取了轉(zhuǎn)錄因子BHLHE40進行后續(xù)的功能驗證。研究發(fā)現(xiàn)BHLHE40可以調(diào)控CTCF在基因組上的結合，進而影響其介導的遠距離染色質(zhì)相互作用。

　　為了鑒定更多調(diào)控CTCF結合或CTCF介導的染色質(zhì)互作的轉(zhuǎn)錄因子，研究團隊從尋找CTCF共定位因子的角度出發(fā)，整合數(shù)據(jù)庫中所有高質(zhì)量的轉(zhuǎn)錄因子ChIP-seq數(shù)據(jù)，系統(tǒng)性地篩選在基因組上與CTCF具有共定位的轉(zhuǎn)錄因子。然而轉(zhuǎn)錄因子和CTCF的ChIP-seq數(shù)據(jù)要在同一細胞、同一處理的前提條件下才具有可比性，但具備這種條件的轉(zhuǎn)錄因子ChIP-seq數(shù)據(jù)非常少。該團隊利用CTCF在基因組上的結合具有保守性的特點，通過整合大量細胞和組織中CTCF ChIP-seq數(shù)據(jù)，*鑒定出人超保守的CTCF結合位點。這些結合位點在絕大多數(shù)細胞和組織中都存在，可以與所有轉(zhuǎn)錄因子的ChIP-seq數(shù)據(jù)進行比較，從而達到系統(tǒng)性篩選CTCF共定位因子的目的。通過這種方法，研究團隊鑒定出多種已經(jīng)報道的與CTCF具有高共定位率的蛋白因子如ZNF143、KDM5B以及Cohesin復合物中亞基 RAD21、SMC3和SMC1A等，說明了生物信息分析結果的可靠性。另外還鑒定出了多個之前未見報道的與CTCF具有高定位率的轉(zhuǎn)錄因子。

　　研究團隊進一步利用CTCF介導的染色質(zhì)互作強度信息，與CTCF高共定位率因子的結合強度進行聯(lián)合分析，發(fā)現(xiàn)存在多個共定位因子的CTCF結合位點能夠形成更強的染色質(zhì)互作，暗示存在促進CTCF介導染色質(zhì)互作的因子。進一步通過相關性分析，鑒定出多個具有調(diào)控CTCF介導染色質(zhì)互作潛能的因子。研究發(fā)現(xiàn)敲降BHLHE40顯著影響CTCF在基因組上的結合，進而影響CTCF介導的染色質(zhì)相互作用。

　　研究團隊開發(fā)的利用超保守CTCF結合位點鑒定CTCF共定位因子的方法，不僅具有很好的通用性和普適性，而且為后續(xù)研究細胞命運決定及疾病發(fā)生發(fā)展過程中CTCF介導染色質(zhì)互作的動態(tài)變化提供了新思路。

　　姚紅杰研究員為該論文通訊作者，其課題組的胡功成博士、博士生董曉濤和龔士欣為論文共同第1作者。該研究得到南方科技大學Andrew P. Hutchins博士的幫助。該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃和中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項等項目的資助。