來(lái)自哈佛-麻省理工博德研究所、麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)及人工智能實(shí)驗(yàn)室、哈佛醫(yī)學(xué)院馬薩諸塞州總醫(yī)院的研究人員獲得多種人類細(xì)胞類型中各種不同組蛋白標(biāo)記的染色質(zhì)圖一覽。這些數(shù)據(jù)有可能用于識(shí)別不同染色質(zhì)狀態(tài)，它們相應(yīng)于不同調(diào)控元件，如被抑制的和活躍的啟動(dòng)子、增強(qiáng)子和絕緣子。這項(xiàng)工作對(duì)于了解人類疾病，尤其對(duì)于解讀“全基因組關(guān)聯(lián)研究”的結(jié)果具有重要意義。相關(guān)研究論文發(fā)表在最新一期的《自然》（Nature）雜志上。 

盡管生物體中的所有細(xì)胞都含有相同的基因組，但數(shù)百種細(xì)胞類型卻有著完全不同的功能。了解這一機(jī)制一直以來(lái)都是生物學(xué)研究中的一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。近年來(lái)科學(xué)家們將研究的焦點(diǎn)過(guò)度集中在運(yùn)用高通量工具研究細(xì)胞內(nèi)組分和元件的相互作用上。盡管系統(tǒng)生物學(xué)領(lǐng)域的研究人員通過(guò)探索動(dòng)態(tài)基因表達(dá)模式揭示了許多的功能模體、信號(hào)通路及信號(hào)網(wǎng)絡(luò)。然而對(duì)于各種細(xì)胞條件下順式調(diào)控元件的狀態(tài)仍了解甚少

過(guò)去的研究表明染色質(zhì)的狀態(tài)對(duì)于介導(dǎo)調(diào)控信號(hào)，控制DNA通道（DNA access）及少數(shù)可識(shí)別時(shí)序信號(hào)起關(guān)鍵性的作用。某些組蛋白修飾與調(diào)控因子結(jié)合、轉(zhuǎn)錄起始及延伸、增強(qiáng)子活性增強(qiáng)與抑制有著密切的關(guān)系。大規(guī)模染色質(zhì)分析提供了一個(gè)系統(tǒng)性解析基因組，檢測(cè)順式調(diào)控元件的方法。

在這篇文章中，研究人員利用高通量平臺(tái)獲取了9種不同細(xì)胞類型中染色質(zhì)標(biāo)記信息。通過(guò)循環(huán)組合標(biāo)記物確定了15種染色質(zhì)狀態(tài)，分別相應(yīng)于不同調(diào)控元件，如被抑制的和活躍的啟動(dòng)子、強(qiáng)弱增強(qiáng)子、絕緣子、轉(zhuǎn)錄區(qū)及大范圍抑制與失活區(qū)域。繼而他們利用定向?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證了不同狀態(tài)下的生物化學(xué)與功能差異。

研究人員通過(guò)研究細(xì)胞類型特異性的啟動(dòng)子及增強(qiáng)子模式，獲得了多細(xì)胞體內(nèi)染色質(zhì)狀態(tài)、基因表達(dá)、調(diào)控模體富集及調(diào)控子表達(dá)的活性圖譜。進(jìn)而利用這些不同細(xì)胞類型間特異的變化模式揭示了相互作用的功能元件之間的緊密聯(lián)系，顯示了增強(qiáng)子可能靶向的基因，預(yù)測(cè)了細(xì)胞類型特異性激活子及抑制子，鑒別了與這些相互作用有關(guān)的個(gè)別結(jié)合模體。

此外，研究人員還證實(shí)疾病的差異通常與增強(qiáng)子元件特異地作用于相關(guān)細(xì)胞類型相對(duì)應(yīng)。這表明在一些情況下，可通過(guò)預(yù)測(cè)某些上游調(diào)控因子，這些調(diào)控因子的調(diào)控模體通?？墒艿侥承┮蛩赜绊?，或可靶向可變基因，從而揭示出疾病相關(guān)的基因分型最終導(dǎo)致疾病表型的機(jī)制。新研究結(jié)果對(duì)于了解人類疾病，尤其對(duì)于解讀“全基因組關(guān)聯(lián)研究”（GWASs）的結(jié)果具有重要意義。