拓扑结构域

✍ dations ◷ 2025-04-04 22:49:53 #遗传学,基因

拓扑结构域(英语:Topological domains)或称为拓扑相关结构域(Topologically associating domains,简称TAD)是染色质亚结构的学术名称。类似的定义还包括接触结构域(Contact domain)、DNA环结构域(DNA Loop domain)、邻近绝缘结构域(英语:Insulated neighborhood)等。这一结构最先通过高通量染色质三维构象捕获技术(Hi-C)被发现,之后又被显微成像技术确认。拓扑结构域目前在细菌、真菌、动物和一些植物中都有所发现,一般其尺度约在千到百万DNA碱基。

尽管对拓扑结构域的功能理解尚不明朗,目前学界认为这是染色质施行诸如转录、复制、表观遗传修饰等功能的基本单位。一些证据表明,当拓扑结构域边界被破坏后,较大规模的基因表达会受到影响。

拓扑结构域是通过高通量染色质捕获技术最先于2012年被发现。通过上亿读本文库的深度测序和对 DNA 相互作用频率的计算,科学家获得了高分辨的染色质相互作用图谱。在图谱中,一些结构更倾向于与结构内的 DNA 相互作用。科学家通过隐马尔科夫模型定义了方向因子 (Direction index),并用这一方法确认一对 DNA 是否对上游和下游的 DNA 有相互作用的更多倾向,并通过这样的方法预测拓扑结构域的边界,进而定义基因组的所有拓扑结构域位置。

一些蛋白质目前被认为对拓扑结构域的形成有关,其中包括转录因子CTCF和蛋白质复合体黏连蛋白 (cohesin)。这些蛋白通过染色质免疫共沉淀测序技术被发现富集在拓扑结构域的边界上。由于边界还富集有大量常表达基因 (housekeeping gene) 和转运 RNA (tRNA) 基因,一种理论认为活跃的转录与拓扑结构域的形成有关。

新的理论认为,拓扑结构域可以通过 DNA 环外挤 (DNA loop extrusion) 机制得以实现。这一理论预测黏连蛋白在 DNA 上滑动,直到遇到CTCF二聚体之后停止运动。

在拓扑结构域中,DNA 环是更高分辨率的原位全基因组染色质三维构象捕获技术(in situ Hi-C) 获得的亚结构。在 DNA 环亚结构中,有一类特殊的结构被认为与启动子和增强子的相互作用有关。这一发现为基因调控寻找到了新的机制。最新研究表明,阴阳因子1 (Yin-yang factor 1, YY1)对启动子和增强子相互作用起到重要的作用 。

相关

  • 苦味酸苦味酸,化学名2,4,6-三硝基苯酚,字母缩写TNP、PA,是一种炸药,名字由希腊语的πικρος(苦味)得来,味道很苦。纯净物室温下呈略带黄色的结晶(黄色炸药),难溶于四氯化碳,微溶于二硫化
  • 英寻英寻(㖊)是一种英美长度单位,1英寻为6英尺,约合1.8288米;不属于国际单位制。英寻(英语:Fathom)来自古英语“Fæthm”,表示“伸展开的双臂”,因而一英寻也就是两臂之长。如今这个单位的
  • 内政部美国内政部(英语:United States Department of the Interior,DOI)是美国联邦政府的一个部门,负责管理联邦政府拥有的土地、开采和保护美国的自然资源,并负责有关美国原住民、阿拉
  • 脱落酸脱落酸(英语:abscisic acid),简称ABA,也称离层酸、S-诱抗素、逆境激素,是一种植物激素, 1963年,Ohkuma、 Addicott、 Eagles Wareing在不同国家分别从棉花幼铃及槭树叶片中分离出天
  • 预知预知(precognition),是一种超感官知觉,让“感知者”能“感知”到(而不是由已有的知识推理出)未来会发生的事。又称特异功能。有个相关的词叫“预感”,是指一种人心中关于未来事件的
  • 伯罗奔尼撒战争伯罗奔尼撒战争是以雅典为首的提洛同盟与以斯巴达为首的伯罗奔尼撒联盟之间的一场战争。这场战争从前431年一直持续到前404年,期间双方曾几度停战,最终斯巴达获得胜利。这场战
  • 沈刚伯沈刚伯(1896年12月4日-1977年7月31日),中华民国历史学家。湖北宜昌三斗坪人。自幼受留日归国的父亲沈莘庵教诲,读毕《左传》、《国语》、《国策》、《国礼》、《礼记》后,于11岁,19
  • 德国六八学运西德六十年代学生运动是一场于二十世纪五六十年代,在联邦德国(西德)发生的一系列激进的批判与带有复杂政治因素的抗议活动。它是同时期美国国际学运的一部分,受影响于法兰克福学
  • 群居动物社会性动物也称为群居动物,例如人类、狗、猴子、大猩猩、蜜蜂、狮子、蚂蚁、鹦鹉。它们群族中,可能由一个到多个家庭组成。每个家庭成员各自有比较明显的地位。家猫虽然是独立
  • 译言译言是由一群志愿翻译者于2006年成立的翻译社区网站,原主要是将国际新闻如卫报及ReadWriteWeb的来源内容翻译成中文为主,并以社群内部的荣誉制度来鼓励参与。主要依靠网友的介