人類基因組DNA有差不多兩米長，只有經(jīng)過緊密包裝才能塞進微小的細胞核。眾所周知，DNA纏繞在組蛋白上形成碟狀的核小體結構，進而包裝成為染色質(zhì)。染色質(zhì)折疊允許一些DNA片段彼此靠近并互作，這樣的區(qū)域被稱為拓撲相關結構域TAD。而TAD之間的區(qū)域（inter-TAD）互作水平比較低。

莫斯科國立大學的Sergey Razin領導研究團隊在Genome Research雜志上發(fā)表文章，揭示了染色質(zhì)自組裝成TAD和inter-TAD的分子機制。

“此前有不少研究顯示，哺乳動物和果蠅基因組形成了緊湊的拓撲相關結構域TAD，它們被一些邊界區(qū)域隔開，”Razin說。“不過，我們對這些邊界區(qū)域還知之甚少。”大多數(shù)研究者認為，TAD邊界取決于特定的基因組元件——隔離蛋白（insulator）。但Razin等人發(fā)現(xiàn)，果蠅TAD邊界與絕緣蛋白的關系并不密切。實際上，這些邊界區(qū)域擁有活性染色質(zhì)和看家基因（所有細胞都表達的基因），活性染色質(zhì)標簽能夠更好的預測TAD邊界。

研究人員指出，TAD也是調(diào)控結構域，增強子（增加基因表達的小片段DNA）可以由此激活一系列組織特異性基因。如果染色質(zhì)重排影響了TAD的組織形式，那么許多基因的表達水平都會發(fā)生改變，甚至引發(fā)多種人類疾病。

制藥公司正在積極參與“表觀遺傳學藥物”的開發(fā)，但這些工作目前的隨機性很大，主要是分析各種化合物對表觀遺傳學機制的影響。要想更有目的性的尋找表觀遺傳學藥物，我們就必須理解控制基因轉(zhuǎn)錄的表觀遺傳學機制?？梢悦鞔_的是，表觀遺傳學體系影響了染色質(zhì)的DNA包裝。揭示染色質(zhì)三維結構背后的分子機制，將幫助人們更好的理解和操縱表觀遺傳學體系。

這項研究表明，TAD是缺少活性染色質(zhì)標簽的凝聚結構域，由活性染色質(zhì)區(qū)域分隔。研究人員在這項研究的基礎上提出了染色質(zhì)自我組織的分子機制，希望幫助人們開發(fā)更科學的疾病治療策略。