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    华中农业大学基因组三维结构研究取得重要进展

    日期 2018-06-26   来源:生命科学部   作者:生命科学部  【 】   【打印】   【关闭


      在国家自然科学基金(项目编号:91440114和31421064)等项目资助下,华中农业大学曹罡课题组与李国亮课题组,于4月26日在知名学术期刊Nature Genetics上联合发表题为“Digestion-ligation-only Hi-C is an efficient andcost-effective method for chromosome conformation capture”的研究成果。该文介绍了一种新染色体构象捕获技术(DLO Hi-C),为解析基因组三维结构提供了一种新型高效、经济的研究方法。华中农业大学博士生林达与洪萍为论文的共同第一作者,曹罡教授与李国亮教授为论文的共同通讯作者。

     

      基因编码区在基因组序列中只占极少部分。近年来研究表明“基因组垃圾序列”(非编码区)在基因转录调控中发挥着重要的调控功能。对染色质构象和三维基因组学的研究可以将基因组上原本分散的远距离调控元件与其具体调控区域更好的关联起来,对理解基因的转录调控、增强子与启动子的相互作用、疾病易感位点、DNA损伤修复、基因组结构变异和表观遗传有着重要的意义。

     

      Hi-C技术是三维基因组学的主要研究方法,但存在实验成本高、数据噪音大、实验过程繁琐等缺点。为解决这些问题,该论文提供了一种新的DLO Hi-C染色体构象捕获技术,采用同时酶切酶连的方式,将DNA接头连接在染色体内切酶切口末端上,然后进行邻近酶连,最后将用MmeI内切酶酶切消化,回收固定大小互作DNA片段,从而大大地降低了背景数据噪音,获取质量高于传统Hi-C的数据。DLO Hi-C技术还可以用于染色体易位位点筛选。

     

      DLO Hi-C技术使全基因组染色体构象捕获实验的成本大大的降低,同时简化了实验步骤,使得实验成功率显著提高,对辅助基因组组装、解析基因组远程调控元件的功能、理解疾病易感位点、以及检测染色体结构变异有着重要的意义。

     

      Nature Genetics同期发表专门评论性文章(Introduce an elegant dual-linker strategy that allows for noise filtering and early quality control),对此项研究工作给予了较高评价。

     

     

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    图1 利用DLO-HiC检测染色体移位及FISH验证

     

      此外,在国家自然科学基金(项目编号:31421064)等项目资助下,曹罡课题组近期(2018年2月16日)还在Nucleic Acids Research发表题为“Development and application of a recombination-based library versus library high- throughput yeast two-hybrid (RLL-Y2H) screening system”的研究成果。该文开发了一套基于phiC31/att整合酶系统和高通量测序技术的全新大规模的酵母双杂交筛选互作蛋白系统RLL-Y2H,并运用该系统解析迄今最全面的结核杆菌与宿主互作蛋白网络。基于该互作网络,该文揭示了结核杆菌Rv2427c抑制宿主自噬溶酶体形成的一条分子通路。为理解结核杆菌入侵、寄生和逃逸宿主免疫系统的分子机制和挖掘结核疫苗开发新靶点提供了理论基础。华中农业大学杨芳博士与雷莹莹博士为论文的共同第一作者,曹罡教授为论文的共同通讯作者。

     

    Nature Genetics文章链接:https://www.nature.com/articles/s41588-018-0111-2

    Nature Genetics同期评论文章链接:https://www.nature.com/articles/s41588-018-0112-1

    Nucleic Acids Research 文章链接:https://academic.oup.com/nar/article/46/3/e17/4641915