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(xiàng)研究開發(fā)了鄰位連接輔助的ChIP-seq（PLAC –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(dòng)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(yàn)室主任，主要從事哺乳動(dòng)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Science、Nature、Cell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(gè)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(dòng)子和增強(qiáng)子上的遠(yuǎn)程相互作用。然而，這個(gè)過程需要數(shù)百萬個(gè)細(xì)胞作為起始材料，可能是因?yàn)槿旧|(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(yàn)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-seq（PLAC –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(dòng)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(duì)，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(duì)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(xiàng)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(gè)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。