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3D基因組模型構(gòu)建實(shí)例
基因組的三維構(gòu)型是復(fù)雜的，動(dòng)態(tài)的，且對(duì)基因調(diào)控至關(guān)重要。 在過去的幾年中，染色體構(gòu)象捕獲方法和顯微技術(shù)的技術(shù)進(jìn)步揭示了基因組如何與核結(jié)構(gòu)相互聯(lián)系，也部分解釋了細(xì)胞類型之間以及細(xì)胞分化和發(fā)育過程中基因組發(fā)生的變化。
一、癌癥模型中CTCF環(huán)模型
1.CTCF位點(diǎn)超甲基化模型
這是一個(gè)遠(yuǎn)程增強(qiáng)子互作模型，我們可以看到左側(cè)是Hi-C與ChIP-seq聯(lián)合分析的結(jié)果，我們從中明確了增強(qiáng)子，絕緣子與基因的位置線性關(guān)系和3維結(jié)構(gòu)關(guān)系。從而分析出有圖的模型。從模型中我們得知，在正常細(xì)胞中，CTCF穩(wěn)定成環(huán)，使得原癌基因無法表達(dá)。IDH突變的神經(jīng)膠質(zhì)瘤中，CTCF位點(diǎn)也就是絕緣子被甲基化，CTCF成環(huán)消失，染色質(zhì)變松散，原癌基因受到遠(yuǎn)程增強(qiáng)子的調(diào)控，表達(dá)增強(qiáng)。
2.CTCF位點(diǎn)SNP突變模型
這是一個(gè)CTCF絕緣子上的SNP位點(diǎn)突變，導(dǎo)致原癌基因表達(dá)的模型，在正常條件下，CTCF結(jié)合在絕緣子處，阻礙了增強(qiáng)子與原癌基因的互作，使原癌基因沉默。當(dāng)絕緣子上的SNP位點(diǎn)突變后，CTCF無法結(jié)合，增強(qiáng)子促進(jìn)原癌基因表達(dá)。
二、CTCF環(huán)內(nèi)部調(diào)控模型
這是一個(gè)CTCF環(huán)內(nèi)部的調(diào)控模型，從左圖的Hi-C與ChIP-seq聯(lián)合分析結(jié)果得P53成環(huán)在CTCF成環(huán)的內(nèi)部，且成環(huán)對(duì)P53有依賴性。當(dāng)P53低表達(dá)時(shí)，環(huán)會(huì)消失，當(dāng)P53高表達(dá)時(shí)環(huán)形成，當(dāng)環(huán)形成時(shí)，增強(qiáng)子與基因距離拉進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄。
