去年受聘為華中農(nóng)大“千人計劃”專家的阮一駿教授，其研究組一直從事基因組空間結(jié)構(gòu)方面的研究，曾建立了世界先進的基因組學(xué)研究方法體系----全基因組雙末端標(biāo)記測序系統(tǒng)（Paired-End-Tag，簡稱PET）。近期其研究組發(fā)表了題為“Extensive Promoter-Centered Chromatin Interactions Provide a Topological Basis for Transcription Regulation”的文章，揭示了基因如何相互作用影響，包括遠程相互作用的機制，這將有利于科學(xué)家們深入了解人類基因工作的原理，以及探索相關(guān)疾病的遺傳機制。這一成果公布在Cell雜志上。

真核生物的染色體是由一系列各自獨立，又高度有序的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域構(gòu)成。這些結(jié)構(gòu)域就是一些獨立的基因表達調(diào)控單位，在真核生物的基因表達調(diào)控扮演著重要的角色，比如DNA拓撲結(jié)構(gòu)變化、DNA堿基修飾變化、組蛋白變化等都具有重要的調(diào)控作用。但是至今科學(xué)家們對于染色體構(gòu)架在基因調(diào)控中的作用，了解得還很少。

在這篇文章中，研究人員利用阮一駿教授開發(fā)的新技術(shù)：ChIA-PET，完成了一項重要的基礎(chǔ)性研究工作，揭示了人類細胞中基因調(diào)控的一些基礎(chǔ)性機制。

ChIA-PET (Chromatin Interaction Analysis using Paired End Tag sequencing)分析方法是一種新型的測序方法，其中PET是一種革新性的基因測序方法，這種方法能幫助解決新一代測序平臺閱讀長度較短的缺點問題，利用多種應(yīng)用的配對末端標(biāo)簽測序——PET測序，從超高通量測序的常DNA片段末端引出短的配對標(biāo)簽，從而就能精確地繪制基因組。

目前不少研究表明，遠離基因的基因組區(qū)域在調(diào)控疾病方面的重要作用，那么這是如何實現(xiàn)的呢，研究人員認為染色質(zhì)相互作用，即DNA上的三維折疊幫助這些距離遠的區(qū)域調(diào)控基因表達。為了證實這一觀點，阮一駿教授研究組進行了長期持續(xù)的研究分析。

這項新發(fā)現(xiàn)就揭示出，雖然人類基因組中的基因相互相隔甚遠，但是相關(guān)的基因?qū)嶋H上能通過長距離的染色體相互作用，以及高度有序的染色體構(gòu)架，有序的進行組織。這表明人類細胞中存在一種類似細胞操縱系統(tǒng)的拓撲學(xué)機制，能幫助轉(zhuǎn)錄調(diào)控，而這種拓撲調(diào)控機制也有助于解析人類基因中的遺傳元素。

美國聯(lián)合基因組研究所主任Edward Rubin評論這一成果，認為“這項由阮一駿博士完成的研究成果”,“解決了基因之間，以及開啟或者關(guān)閉基因的人類基因組元件之間，如何相互溝通的基礎(chǔ)性問題。他們利用一種稱為ChIA-PET的DNA圖譜技術(shù)，從三維結(jié)構(gòu)上揭示了人類基因組中基因，如何在恰當(dāng)?shù)臅r間里相互影響，基因激活的。我認為這項成果將會很快從基礎(chǔ)科研文獻中，進入課本，幫助學(xué)生們更好的理解人類基因組的操控原理。而ChIA-PET技術(shù)，作為人類基因組探索的‘望遠鏡’，也將成為一種具有創(chuàng)新性，重要的分子分析工具?！?/SPAN>

人類基因組功能元件的深入理解，需要對個體基因組和染色體結(jié)構(gòu)的詳細巡查和比對，這就需要對DNA測序的通量和花費進行改進。新一代測序平臺將是低花費和高通量的，但其閱讀長度較短。這一限制的直接和普遍認可的解決方法就是多種應(yīng)用的配對末端標(biāo)簽測序，簡稱為PET測序，從超高通量測序的常DNA片段末端引出短的配對標(biāo)簽。PET測序能夠精確地繪制參考基因組，區(qū)別PET所在DNA片段的基因組邊界和鑒定靶DNA片段。PET測序法已經(jīng)發(fā)展為轉(zhuǎn)錄組，轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點和染色體結(jié)構(gòu)分析。PET測序技術(shù)的獨特優(yōu)點在于能夠暴露DNA片段兩末端的連接處。由于該優(yōu)點，PET測序可以解釋非傳統(tǒng)的融合轉(zhuǎn)錄物，染色體結(jié)構(gòu)變化，甚至分子相互作用。