沉默子是一类调控 DNA 元件,可减少其目标启动子的转录;它们是增强子的抑制对应物。尽管沉默子在几十年前就被发现,且有证据表明其在发育和疾病中发挥了重要作用,但人们对它的研究远不如增强子。然而,最近有一系列论文报道了在各种模型系统中对沉默子的系统研究。沉默子通常是双功能调控元件,根据细胞环境,它们也可以充当增强子,并且富含表达数量性状基因座 (eQTL) 和疾病相关变异。在组蛋白修饰或相关蛋白的分布中,尚无证据表明所有沉默子都具有共同的“沉默子染色质特征”;相反,沉默子可能分为不同的亚类,通过不同的(可能重叠的)机制发挥作用。
感染后,人乳头瘤病毒 (HPV) 会操纵宿主细胞基因表达,以创造一个有利于有效和持续感染的环境。病毒诱导的宿主细胞转录组变化被认为是导致致癌的原因。在这里,我们通过 RNA 测序表明,致癌 HPV18 附加体在原代人类包皮角质形成细胞 (HFK) 中的复制会驱动宿主转录变化,这些变化在多个 HFK 供体之间是一致的。我们之前已经表明,HPV18 将宿主蛋白 CTCF 募集到病毒附加体中,以控制分化依赖性病毒转录程序。由于 CTCF 是宿主细胞转录的重要调节器,它通过协调表观遗传边界和长距离染色体相互作用,我们假设 HPV18 也可能操纵 CTCF 来促进宿主转录重编程。通过 ChIP-Seq 分析宿主细胞基因组中的 CTCF 结合情况,结果显示,虽然病毒不会改变 CTCF 结合位点的总数,但是有一部分 CTCF 结合位点要么富集要么缺乏 CTCF。许多这些改变的位点聚集在差异表达基因的调控元件内,包括抑制上皮细胞生长和侵袭的肿瘤抑制基因细胞粘附分子 1 (CADM1)。我们发现 HPV18 的建立会导致 CADM1 启动子和上游增强子处的 CTCF 结合降低。在没有 CpG 高甲基化的情况下,CTCF 结合的丧失与 CADM1 的表观遗传抑制同时发生,而包括转录调节因子 ZBTB16 在内的相邻基因则被激活。这些数据表明,在 HPV18 建立后,CADM1 基因座会发生拓扑重排。我们利用 4C-Seq(环状染色体确认捕获测序)测试了这一假设,并表明 HPV18 的建立导致
哺乳动物的性染色体是高度保守的,性别由 Y 染色体上的 SRY 决定。两种特殊的啮齿动物群(其中一些物种缺少 Y 染色体和 Sry)为我们了解新的性基因如何产生并取代 Sry ,从而导致性染色体周转提供了见解。然而,30 多年的深入研究未能揭示这两个谱系中新的性基因的身份。我们在此报告在奄美刺鼠 Tokudaia osim- ensis 中发现了雄性特异性的 Sox9 增强子重复,这种大鼠的雄性和雌性都只有一条 X 染色体(XO/XO),而 Y 染色体和 Sry 完全丢失。我们进行了全面的调查以检测刺鼠中性别特异性的基因组区域。性别相关的基因组差异仅限于雄性特异性的 17 kb 单位重复,该重复位于常染色体上 Sox9 上游 430 kb 处。使用雄性刺鼠细胞进行的 Hi-C 分析表明,重复区域具有与 Sox9 的潜在染色质相互作用。重复单元含有一个与小鼠增强子 14 (Enh14) 同源的 1,262 bp 元件,Enh14 是一种候选 Sox9 增强子,在小鼠中功能冗余。转基因报告小鼠表明,刺鼠 Enh14 可作为小鼠胚胎睾丸增强子发挥作用。用重复的刺鼠 Enh14 替换 Enh14 的 XX 小鼠的胚胎生殖腺显示 Sox9 表达增加,Foxl2 表达减少。我们提出,这种 Sox9 增强子的雄性特异性重复取代了 Sry 功能,从而定义了刺鼠中的一种新型 Y 染色体。
增强子是其他基于DNA的过程的关键调节因子,因为它们以高度调节的方式产生核小体耗尽区域的独特能力。增强子通过RNA聚合酶III(POL III)调节TRNA基因的细胞类型特异性转录。他们还负责原点复制复合复合物(ORC)与DNA复制起源的结合,从而调节原点利用,复制时机和依赖复制的染色体断裂。此外,增强剂通过增加重组激活基因(RAG)重组酶对靶位点的访问以及通过产生由RAG2 PHD域识别的三甲基化组蛋白H3-K4的局部区域来调节V(d)J重组。因此,增强子代表了解码基因组的第一步,因此它们调节生物学过程,这些过程与RNA聚合酶II(POL II)转录不同,没有专用的调节蛋白。
一个复合 GRanges 对象,包含来自各种来源的假定增强子元素区域,主要用于 TENET Bioconductor 包。该数据集由强增强子区域组成,这些区域由 Roadmap Epigenomics ChromHMM 扩展的基于 98 个参考表观基因组的 18 状态模型注释,并转移到 hg38 基因组(以下 4 种状态代表强增强子:7:基因增强子 1、8:基因增强子 2、9:活性增强子 1 和 10:活性增强子 2),以及 FANTOM5 项目在第 1 阶段和第 2 阶段确定的人类允许增强子区域。有关组件数据集的更多信息,请参阅托管在 https://github.com/rhielab/TENET.AnnotationHub/blob/devel/data-raw/TENET_consensus_datasets_manifest.tsv 上的清单文件。引用:Roadmap Epigenomics Consortium;Kundaje A、Meuleman W、Ernst J 等人。111 个参考人类表观基因组的综合分析。Nature。2015 年 2 月 19 日;518(7539):317-30。doi:10.1038/nature14248。PMID:25693563;PMCID:PMC4530010。Lizio M、Harshbarger J、Shimoji H 等人。通往 FANTOM5 启动子水平哺乳动物表达图谱的途径。Genome Biol 16(1),22 (2015)。Abugessaisa I、Ramilowski JA、Lizio M 等人。FANTOM 进入第 20 个年头:转录组图谱的扩展和非编码 RNA 的功能注释。 Nucleic Acids Res. 2021 年 1 月 8 日;49(D1):D892-D898。doi:10.1093/nar/gkaa1054。PMID:33211864;PMCID:PMC7779024。
缩写:3C,染色体构象捕获;4C,环状染色体构象捕获;ATAC-seq,使用测序检测转座酶可及染色质;Cas9,来自化脓性链球菌的内切酶;CHIP-seq,染色质免疫沉淀和 DNA 测序;CRISPR,成簇的规律间隔的短回文重复序列;CTCF,CCCTC 结合因子;EXT1,外骨化素糖基转移酶 1;GSIS,葡萄糖刺激的胰岛素分泌;GWAS,全基因组关联研究;MED30,RNA 聚合酶 II 转录亚基 30 的介质;pcHi-C,启动子捕获 Hi-C;R,调控区;RAD21,双链断裂修复蛋白 rad21 同源物;SLC30A8,溶质载体家族 30 成员 8;SNP,单核苷酸多态性; T2D,2 型糖尿病;TAD,拓扑关联结构域;UTP23,UTP23 小亚基加工体成分。
1 武汉大学口腔医学院及口腔医院,国家口腔基础科学重点实验室培育基地(湖北省科技部)和教育部口腔生物医学重点实验室,武汉,中国;2 爱荷华大学解剖与细胞生物学系,爱荷华城,美国;3 武汉大学口腔医学院牙周病学系,武汉,中国;4 爱荷华大学分子医学交叉学科项目,爱荷华城,美国;5 匹兹堡大学生物统计学系,匹兹堡,美国;6 劳伦斯伯克利实验室环境基因组学和系统生物学部,伯克利,美国;7 美国能源部联合基因组研究所,劳伦斯伯克利实验室,伯克利,美国;8 加州大学默塞德分校,默塞德,美国; 9 美国佐治亚州亚特兰大埃默里大学医学院人类遗传学系;10 美国爱荷华大学生物统计学系;
卫生局长概述了对已获批准的辉瑞和 Moderna COVID-19 mRNA 疫苗中核酸污染物的担忧,特别是在存在脂质纳米颗粒复合物和猿猴病毒 40 (SV40) 启动子/增强子 DNA 的情况下。脂质纳米颗粒是将 COVID-19 疫苗中的 mRNA 递送到人体细胞的有效载体,因此可能也是将污染物 DNA 递送到人体细胞的同样有效的载体。SV40 启动子/增强子 DNA 的存在也可能带来 DNA 整合到人体细胞中的独特且更高的风险。