來自費城兒童醫(yī)院，賓州大學等處的研究人員發(fā)表了題為“Controlling Long-Range Genomic Interactions at a Native Locus by Targeted Tethering of a Looping Factor”的文章，研發(fā)了一種新技術，能在基因表達過程中操控遠程基因組相互作用，這種新穎的技術方法不僅對于科研研究意義重大，而也有助于血液疾病的治療。相關成果公布在Cell雜志上。

文章的*作者是賓州大學醫(yī)學院的鄧五蘭博士，鄧博士2006年畢業(yè)于北京大學后，目前在費城兒童醫(yī)院 Gerd A. Blobel 實驗室從事科研工作。這一實驗室的主要研究方向為血細胞生成、染色質結構、基因表達和轉錄因子。
在一個細胞的細胞核里，DNA的調控元件：啟動子和增強子能相互溝通，調控基因的活性，這種相互作用常常需要跨越長片基因組，染色體上的成百上千堿基的距離。為了能讓這些元件能物理上相互接觸，DNA序列需要通過染色體底物：染色體纖維（chromatin fiber）形成環(huán)狀。

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“許多研究人員，包括我們都發(fā)現(xiàn)了染色質環(huán)在基因表達中普遍存在”，Blobel博士說，“但是其中許多細節(jié)至今還并不清楚——甚至是染色質環(huán)是基因轉錄的產(chǎn)物還是誘因，都不清楚。我們的這項研究分析了這些基礎性問題。”

研究主要聚焦于基因轉錄——基因DNA中編碼的信息傳遞到RNA上的一個基礎過程。研究人員利用小鼠中的造血細胞，分析了DNA上的β珠蛋白基因位點，這一基因能表達血紅蛋白的一部分。
之前研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當β珠蛋白基因上遠距離的啟動子和增強子相互接觸，開啟表達的時候，形成了一個染色質環(huán)，但是他們不清楚是否所有的蛋白表達都需要形成這樣的環(huán)狀結構，也不清楚在基因轉錄過程中，這些蛋白究竟如何在功能上與其他蛋白相互作用。

因此研究人員試圖找到引發(fā)環(huán)形成的因素，一個開啟染色質環(huán)形成的蛋白。“我們發(fā)現(xiàn)了一個候選分子：Ldb1”，鄧博士說。后來他們利用了一個特殊的工具，遺傳工程DNA結合蛋白——鋅指蛋白（ZF），特異性捕捉選擇基因位點。
研究人員將Lbd1加在一個鋅指蛋白上，從而牽引這個分子到達β珠蛋白啟動子上的靶位點處，結果這誘發(fā)形成了一個位于增強子和啟動子之間的染色質環(huán)，促進了高水平基因表達。

這說明Ldb1是遠程染色質相互作用的一個關鍵作用，而且這項研究也指出染色質環(huán)是基因轉錄的一個原因，而不是一個結果。“下一步我們將深入分析是否能利用，以及如何利用這種機制，操控基因表達，用于科研或者治療”，Blobel說。
這一機制也可以用于臨床，Blobel說，“染色質環(huán)也許能用于血紅蛋白疾病，比如血液學家一直希望能重新激活處于休眠狀態(tài)的胎兒血紅蛋白基因，幫助患有鐮刀狀貧血癥的兒童和成人?？梢試L試利用我們的這個方法，強迫細胞生成胎兒血紅蛋白，治療疾病”。而且從更廣泛的應用上來說，這種強迫形成的染色質環(huán)也許還能幫助研究人員關閉誘發(fā)疾病的特異性基因的表達。

來源：生物通