轉錄調控不僅僅是近端的啟動子對基因表達的激活，遠端的增強子也對基因的轉錄調控起到了重要的作用。增強子（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。這一過程的實質是DNA上不同的調控元件之間的相互作用。這種長距離的相互作用由染色質空間三維結構幫助建立和維持。長距離的染色質相互作用控制基因表達在原核生物和高等動植物中均被發(fā)現，這些調控方式直接決定了細胞的分化、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等技術的發(fā)明和使用，全基因組染色質相互作用的頻率和位置得以捕獲。但是，主動調控標靶染色質互作的方法和工具還十分有限。

近期，廈門大學生命科學學院黃烯教授、歐陽鑫昊副教授團隊在Small Methods發(fā)表了題為Chromosomal Looping-Based Expression Activation System in Yeast的研究論文，開發(fā)了調控染色質相互作用的光遺傳學工具。

利用植物紫外光受體UVR8在紫外照射后與COP1相互結合的性質，研究人員將UVR8與SadCas9融合，將COP1與SpdCas9融合；通過2個不同的gRNA，實現兩個融合蛋白靶向結合酵母染色質；最終，在紫外光的驅動下，通過UVR8和COP1的相互作用，實現酵母染色質特定位置的互作。同理，利用藍光受體CRY2與CIB1的相互作用，研究人員也開發(fā)出一套藍光控制染色質遠端互作的光遺傳學工具。

該研究利用酵母體系為遠程操控DNA相互作用調控基因表達提供了真核生物反應器。在光刺激下，利用該工具可簡便、快速地實現DNA的可持續(xù)環(huán)化。同時，借助CRISPR/Cas9方法提供了染色質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)模篩選增強子藥物靶點提供了新思路。

廈門大學生命科學學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、國家自然科學基金面上項目、福建省自然科學基金和廈門大學校長基金的資助。

文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smtd.202001135

來源：廈門大學