Advanced Science | 北京大学何航团队与邓兴旺团队揭示植物基因组进化中的染色质拓扑结构域变化规律

主要观点总结

本文探讨了染色质在细胞间期的组织结构，特别是在植物中的高级结构。文章关注于condensin II和cohesin如何帮助形成染色体疆域（chromosome territory）和染色质拓扑结构域（TADs）。文章还指出了目前在植物染色质研究中的两个主要问题，并介绍了一篇新的研究论文，该论文揭示了植物染色体Rabl构型的产生规律，并发现一类由串联重复基因簇形成的TAD-like结构参与了植物基因组进化。

关键观点总结

关键观点1: 染色质在细胞间期的组织结构遵循区室化原则。

condensin II帮助形成染色体疆域，而cohesin与CTCF蛋白共同介导形成染色质拓扑结构域。

关键观点2: 植物染色质研究中的两个问题。

问题一是不同植物的染色体疆域结构由什么决定；问题二是植物中类TAD结构如何形成，且是否具有生物学功能。

关键观点3: 新的研究论文揭示了植物染色体Rabl构型的产生规律。

研究发现植物染色体Rabl构型的产生与基因组大小密切相关，并发现一类由串联重复基因簇形成的TAD-like结构参与了植物基因组进化。

关键观点4: TAD-like domain的功能推测。

TAD-like domain可能帮助基因共享转录机器和表观修饰以实现协同表达，也可能参与基因的串联复制过程。

文章预览

在细胞间期，染色质丝在细胞核内的组织结构遵循一个基本原则——区室化。在此基础上，condensin II帮助各条染色体盘踞形成染色体疆域 （chromosome territory） ；而cohesin则在DNA上滑动，挤出染色质环，并与CTCF蛋白共同介导形成染色质拓扑结构域 （TADs） 。目前，植物领域对染色质高级结构的研究存在着两个主要问题： 1. 不同植物的染色体疆域结构由什么决定？有的植物，比如小麦，有完整的condensin II，但其染色体却没有形成疆域，反而呈现染色体臂延着丝粒对折的Rabl构型 【1】 。 2. 植物中类TAD结构如何形成，且是否具有生物学功能？植物中缺少CTCF蛋白，但在很多植物的Hi-C图谱上也能观察到类似TAD的三角形结构，例如地钱中的TCP1-rich TAD 【2】 ，然而这些结构的功能尚不明确。 近日，北京大学 何航 团队、 邓兴旺 团队与中科院武汉植物园 李大 ………………………………