一张酿酒酵母单倍体基因组的3D图图谱

随着测序技术的发展，人们对DNA序列和染色质的认识也在逐渐加深。 然而，我们对更高层次的结构，如染色体的拓扑结构和空间关系等，仍然知之甚少。 为此，美国华盛顿大学的研究人员开发了一种方法，可以捕获整个染色体内部和染色体之间的相互作用，并将其应用于生成酿酒酵母单倍体基因组的 3D 图谱。 文章发表于该杂志5月20日号。

阐明染色体的复杂结构并了解基因如何受到远距离元素的调控一直是许多研究人员的梦想。 近年来染色体构象捕获 (3C) 及其衍生物的出现使研究人员能够检测染色体内部和染色体之间的长距离相互作用。 但3C技术的缺点是信噪比低，因此华盛顿大学干细胞与再生医学研究所段志军（音译）将芯片捕获染色体构象（4C）与大规模并行测序相结合绘制酿酒酵母基因组的 3D 图。

他们的操作方法基于 4C酵母菌酿酒原理，首先是交联，然后是两次限制性内切酶消化，中间是分子内连接步骤。 在被第二种酶切割后，分子被环化。 环化分子包含一个 6-bp 的限制酶识别位点（酶 1）。 与 4C 方法不同，他们用酶 1 重新线性化环状分子，然后依次插入两组接头，其中一组允许用 IIS 型或 III 型限制酶消化（例如）。 消化后，两端产生相互作用的序列片段，下一步就是提交深度测序。

经过多次实验，研究人员最终创建了酵母基因组的 3D 图谱。 从图形上看，酿酒酵母的基因组看起来像一朵莲花，有 32 个染色体臂从由聚集在细胞核一极的“着丝粒”形成的根部突出。 12 号染色体（以绿色显示）向外延伸并被 rDNA 重复序列占据（白色箭头所指），而 12 号染色体的其余部分与 4 号染色体的长臂相互作用。

（图片来自杂志）

这张 3D 图是一张忽略了染色体动态特性的快照，提供了真核基因组结构的第一个高分辨率一瞥，突出了即使是这样一个简单的生物体基因组的三维复杂性。 该图总结了基因组结构的已知特征，从而在识别新方法的同时验证了该方法。

作者建议，虽然目前还不清楚 DNA 序列是如何指定这种结构的，但进一步的研究应该会揭示组织的一般原则。 随着高通量DNA序列分析技术的不断发展酵母菌酿酒原理，确定其他物种的高分辨率结构将逐渐成为可能。 (Bio- Mint)

原文摘要：

酵母的三种模型

465、363–367（2010 年 5 月 20 日）doi：10.1038/

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