黃烯教授和歐陽鑫昊副教授團(tuán)隊在Small Methods發(fā)表研究論文
轉(zhuǎn)錄調(diào)控不僅僅是近端的啟動子對基因表達(dá)的激活，遠(yuǎn)端的增強(qiáng)子也對基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控起到了重要的作用。增強(qiáng)子（enhancer）是一類基因組上的順式元件。它通過與啟動子發(fā)生相互作用，從而激活基因表達(dá)。這一過程的實質(zhì)是DNA上不同的調(diào)控元件之間的相互作用。這種長距離的相互作用由染色質(zhì)空間三維結(jié)構(gòu)幫助建立和維持。長距離的染色質(zhì)相互作用控制基因表達(dá)在原核生物和高等動植物中均被發(fā)現(xiàn)，這些調(diào)控方式直接決定了細(xì)胞的分化、器官的發(fā)育和癌癥的發(fā)生等。目前，隨著Chromosome Conformation Capture（3C）、4C、5C和Hi-C等技術(shù)的發(fā)明和使用，全基因組染色質(zhì)相互作用的頻率和位置得以捕獲。但是，主動調(diào)控標(biāo)靶染色質(zhì)互作的方法和工具還十分有限。
近期，我院黃烯教授、歐陽鑫昊副教授團(tuán)隊在Small Methods發(fā)表了題為Chromosomal Looping-Based Expression Activation System in Yeast的研究論文，開發(fā)了調(diào)控染色質(zhì)相互作用的光遺傳學(xué)工具。
利用植物紫外光受體UVR8在紫外照射后與COP1相互結(jié)合的性質(zhì)，研究人員將UVR8與SadCas9融合，將COP1與SpdCas9融合；通過2個不同的gRNA，實現(xiàn)兩個融合蛋白靶向結(jié)合酵母染色質(zhì)；最終，在紫外光的驅(qū)動下，通過UVR8和COP1的相互作用，實現(xiàn)酵母染色質(zhì)特定位置的互作。同理，利用藍(lán)光受體CRY2與CIB1的相互作用，研究人員也開發(fā)出一套藍(lán)光控制染色質(zhì)遠(yuǎn)端互作的光遺傳學(xué)工具。
該研究利用酵母體系為遠(yuǎn)程操控DNA相互作用調(diào)控基因表達(dá)提供了真核生物反應(yīng)器。在光刺激下，利用該工具可簡便、快速地實現(xiàn)DNA的可持續(xù)環(huán)化。同時，借助CRISPR/Cas9方法提供了染色質(zhì)的靶點特異性和可變性。未來，借助此工具箱不僅可建立單細(xì)胞水平DNA環(huán)化研究的生物平臺，而且為大規(guī)模篩選增強(qiáng)子藥物靶點提供了新思路。
我院博士研究生邱蕾蕾為第一作者，黃烯教授、歐陽鑫昊副教授為文章的共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金面上項目、福建省自然科學(xué)基金和廈門大學(xué)校長基金的資助。
文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smtd.202001135
（圖/文 黃烯、歐陽鑫昊課題組）
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