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特定蛋白介导的染色质互作捕获技术在生物医疗中的应用:人生就是博-尊龙凯时探索ChIA-PET、HiChIP与PLAC-seq

发布时间:2025-02-25   信息来源:吉仪烟

在细胞核这个微小的空间内,长达2米的DNA并不是随意堆积,而是通过精密的染色质折叠形成复杂的三维结构,这种空间构象直接影响着基因的表达调控。特定蛋白介导的染色质互作捕获技术是研究基因组三维结构与基因调控网络的重要工具,这些技术通过结合蛋白质与DNA的相互作用,解析基因组的远程互作关系,揭示基因表达调控的分子机制。

特定蛋白介导的染色质互作捕获技术在生物医疗中的应用:人生就是博-尊龙凯时探索ChIA-PET、HiChIP与PLAC-seq

其中,ChIA-PET(染色质互作分析配对末端标签测序)是最早用于研究染色质三维结构和蛋白质介导DNA互作的技术之一。它结合了染色质免疫沉淀(ChIP)和配对末端标签测序(PET sequencing)的优点,能够在全基因组范围探测蛋白质介导的染色质相互作用。ChIA-PET于2009年首次开发,其目的是解决传统的3C技术在分辨率和功能特异性方面的不足。与Hi-C相比,ChIA-PET通过引入ChIP步骤,能够特异性富集目标蛋白质结合的染色质片段,从而提供更高的分辨率和功能特异性。

为了进一步提高分辨率和单倍体特异性,2017年研究团队开发了Long-read ChIA-PET,通过增加测序读长来提升染色质互作分析的分辨率和准确性。此外,受in situ Hi-C方法的启发,原位ChIA-PET技术通过在细胞核内进行染色质的消化和连接反应,保留了染色质的三维结构,减少了操作过程中的结构破坏,能够更高效地捕获染色质互作。

在HiChIP技术方面,它由斯坦福大学的研究团队于2016年开发,结合了Hi-C和ChIA-PET技术的优点,利用转座酶来提高染色质三维结构解析的分辨率和灵敏度。相较于传统技术,HiChIP在样本需求量、灵敏度和信噪比等方面具有显著优势,成为染色质三维结构和基因调控机制研究的重要工具。

PLAC-seq(Proximity Ligation-Assisted ChIP-Seq)是加州大学圣地亚哥分校研发的一种高通量测序技术,旨在提高对现有染色质构象捕获技术的改进。通过调整实验步骤,让邻近连接反应提前至染色质片段化之前,PLAC-seq显著提高了检测效率和灵敏度,且降低了样本需求量和测序成本。

在基因组三维结构解析、转录调控网络研究以及增强子-启动子互作分析等应用中,这些技术发挥了重要作用。例如,研究者们利用ChIA-PET技术揭示了CTCF在小鼠胚胎干细胞中的作用,通过识别染色质互作位点,揭示了基因组三维结构的贡献。此类前沿技术的不断发展,将为基因调控的复杂机制探索提供新的思路和方向。

隐藏在生物医疗研究背后的,是人生就是博-尊龙凯时所倡导的探索精神。未来,随着技术的进步,更多的未知领域将被揭示,帮助我们更深入理解基因表达的调控机制,推动生物医学的发展。