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3D基因組的調(diào)控模型
我們已經(jīng)知道，染色質(zhì)是由獨(dú)立功能單元TADs（拓?fù)湎嚓P(guān)結(jié)構(gòu)域）組成的，TAD是由多個(gè)相互靠近的功能環(huán)組成。因此。我們研究3D基因組，實(shí)際上是研究DNA的功能環(huán)機(jī)構(gòu)，前面我們已經(jīng)了解到染色質(zhì)的環(huán)形結(jié)構(gòu)包括DNA，調(diào)節(jié)蛋白及黏著蛋白。下面我們來(lái)了解一下染色質(zhì)功能環(huán)的幾種基本模型。
A圖為典型的絕緣子調(diào)控模型，其中CTCF是一種重要的絕緣子蛋白。當(dāng)CTCF蛋白成環(huán)時(shí)，CTCF在空間上阻隔了增強(qiáng)子與基因啟動(dòng)子之間的聯(lián)系，RNA聚合酶II無(wú)法招募足夠的轉(zhuǎn)錄因子，以致于基因無(wú)法正常轉(zhuǎn)錄。當(dāng)CTCF環(huán)打開(kāi)后，增強(qiáng)子與基因啟動(dòng)子之間的阻隔消失，增強(qiáng)子招募激活型轉(zhuǎn)錄因子，與RNA聚合酶II互作，開(kāi)啟基因轉(zhuǎn)錄。
B圖為經(jīng)典的遠(yuǎn)程增強(qiáng)子調(diào)控模型。這類(lèi)模型的調(diào)控模式與A圖相對(duì)，它是成環(huán)后增強(qiáng)基因的表達(dá)，而不是抑制。其中的調(diào)節(jié)蛋白不再是CTCF蛋白，而是一些轉(zhuǎn)錄因子等其他調(diào)控元件。在DNA的一維結(jié)構(gòu)上，增強(qiáng)子與基因啟動(dòng)子相隔較遠(yuǎn)，在沒(méi)有成環(huán)的條件，增強(qiáng)子無(wú)法啟動(dòng)基因表達(dá)。但當(dāng)環(huán)形成后，遠(yuǎn)程增強(qiáng)子與基因啟動(dòng)子的距離被拉進(jìn)，增強(qiáng)子與RNA聚合酶II互作，啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄。
