美国NIH将启动3D核小体重大研究计划
监测报 · 2014/05/17
NIH宣布将启动的3D 核体重大项目,将有助于整合细胞核的结构功能关系认识,阐明由基因组或表观基因组的改变所带来的变化如何控制基本的生物学过程,这将为对包括人类在内的多细胞有机体复杂性的终极理解提供所需基础框架。


在过去的10年中,科学家已经认识到基因组并非随机存储于细胞核中。但一个核心问题是,基因组和表观基因组的变化是如何影响细胞核的3D结构,以及如何进一步影响到高度受控的转录平衡体系。

为解决这个问题,美国国立卫生研究院(NIH)宣布,将人类染色体的三维结构研究方向视为进一步认知生物学和疾病的重大机遇,并批准立项为共同基金重大项目,于2015财年予以资助。如果“3D 核小体”(3D-Nucleome)计划能够顺利实施,将有望开启基因组学和生物学的后测序时代。

人类基因组测序已经完成十多年了,但是基因组信息是如何指导空间和时间上的基因表达,目前还尚未完全知晓。这一知识不仅对理解人类的发育机制至关重要,也是研究人群中表型变异和许多人类疾病病因的关键。虽然基因组是用线性序列来编码遗传信息,但正确的基因表达需要染色体折叠成复杂的三维结构,形成连接基因与增强子的染色质环、更大的染色体结构域和细胞核隔室。绘制染色质的相互作用图谱,并了解基因组3D图景是如何约束和促成这种作用的,将可能揭示细胞是如何存储、阅读和编译遗传信息的。

为了启动“3D 核小体”重大研究计划的项目立项,NIH已经成立一个“3D 核小体”工作组,专门开发用于相关项目指南。预期项目指南内容包括:

可探测细胞核结构和在正常与病理条件下调节基因表达的新一代工具;

细胞分裂间期细胞核结构的参考图谱;

可以解释基因组结构与功能关系的预测模型;

通过细胞核结构的实验修饰进行模型确认。

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