澳门大学健康科学学院、南方科技大学生命科学学院生物系及华中农业大学信息学院生物信息系的研究团队，发现了热带爪蟾胚胎发育过程中基因组三维结构的动态变化。相关研究成果有助人们更好地了解因基因异常而导致的各种缺陷和疾病，例如癌症的发生等，已获国际知名期刊《自然-遗传学》（Nature Genetics）刊登。
基因组折叠形成三维拓扑结构域（TADs, topologically associating domains）组分，对精确调控细胞内基因表达至关重要。当TADs结构折叠异常时，即会发生基因异常表达，导致发育缺陷和疾病，甚至包括癌症的发生。尽管TADs具有如此重要的生物学功能，但它们是如何形成的尚不完全清楚。为了研究TAD具体形成过程，研究人员绘制了热带爪蟾的三维基因组结构图。该团队通过高通量染色体构象捕获技术（Hi-C）以及基因沉默技术，在早期胚胎生成过程中不同的发育阶段和不同的干扰条件下，生成了不同的热带爪蟾三维基因组结构图。
研究团队表示，热带爪蟾中的TADs结构形成与小鼠和果蝇中大致相似。他们还揭示了热带爪蟾基因组在胚胎发育过程中经历了其他构象改变，包括形成活跃的和抑制性的染色质区、环和纹。活跃的转录对人类胚胎发育过程中TADs结构的建立至关重要。但是，热带爪蟾TADs结构形成是否也需要此过程尚未能得到证实。该研究团队证明，尽管转录过程是正常胚胎发育必不可少的，却不是形成TADs所必需的，显示出不同物种之间TAD形成的显著差异。研究者也发现胚胎发育过程中TADs的建立需要结构蛋白，例如CTCF和Rad21。此外，他们发现染色质重塑因子ISWI可增强CTCF结合，TAD形成和胚胎生成。以上结果表明染色质重组对热带爪蟾三维基因组结构重组至关重要。最后，该团队发现在热带爪蟾不同组织中TAD结构差异巨大，例如大脑、肝脏和精子。
澳门大学健康科学学院教授张仲荣，南方科技大学副教授侯春晖和陈永龙，华中农业大学教授李立为相关论文的共同通讯作者。该研究部分由澳门特别行政区科学技术发展基金（档案编号:0011/2019/AKP）和澳门大学（档案编号:MYRG2018-00033-FHS和MYRG2020-00100-FHS）资助。文章全文可浏览：https://www.nature.com/articles/s41588-021-00878-z
新闻来源：澳门大学健康科学学院
