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转自：生物谷

2月10日，海外学术期刊Na迪士尼彩乐园代理商tureCommunications在线发表了中国科学院分子细胞科学不凡翻新中心(生牺牲学与细胞生物学照看所)李劲松照看组的最新照看效果:“Visualizationofchromosomalreorganizationinducedbyheterologousfusionsinthemammaliannucleus”。照看东说念主员通过将bulkHi-C数据振荡为KhimairaMatrix，并利用其对基因组进行3D建模，揭示了染色体领会后染色体的迁徙是平行于核周的，以保证基因组A/B区室和抒发谱的踏实散布。此外，通过对当然界取得的染色体领会小鼠进行分析，发现了由染色体领会带来的基因组结构变化简略在当然遴选的条目下被逐步积蓄。

在哺乳动物细胞核内，开端于不同染色体的线性DNA大分子领会过折叠形成染色体结构域（chromosometerritories），并在核内占据特定的位置。推崇核内染色体的结构与散布对一语气其功能至关伏击，这些功能包括DNA修饰与确立，以及基因转录活性的调控。比年来，跟着技能的杰出，如多染色体FISH和Hi-C技能的迭代，学界对核内基因组结构的一语气显赫进步。但是仍有许多相等关节的问题尚未得到科罚，其中之一便是核内的基因组结构是怎么散布和形成的，以及基因组结构是怎么欺诈其功能的。

早在2022年，李劲松照看组报说念了利用类精子干细胞介导半克隆技能，通过CRISPR/Cas9靶向染色体近似序列收场小鼠染色体领会更正，确立全新的踏实传递的染色体更正纯和小鼠品系，揭示了染色体领会的机制，并教导真核生物基因组拼装的系统谨慎性（Robustness）是染色体演化的伏击基础。该照看也为哺乳动物进行染色体结构的更正、动物新核型亚种的创造以及染色体结构变异疾病的模拟提供了可行的技能道路，开启了以小鼠为代表的哺乳动物染色体遗传更正的新边界。

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基于上述效果，在此次的照看经过中，照看团队但愿通过对染色体领会后基因组结构的变化，尤其是染色体核内的空间散布，来进一步诠释染色体是怎么智商形成踏实而又活泼的高等结构。可是，现时的照看标明染色体在核内的散布呈一定的非随即性，这也就导致多染色体FISH，迪士尼彩乐园单细胞Hi-C和bulkHi-C的应用齐有一定的局限性。

因此，李劲松团队设备了将bulkHi-C数据振荡为具有一定单细胞性情的GenomeKhimairaMatrix(K-matrix)的算法。通过与bulkHi-C和单细胞Hi-C数据的探讨性分析标明，KhimairaMatrix既简略保合手与bulkHi-C的高度相同性，又具备一定的单细胞Hi-C异质性。进一步利用KhimairaMatrix对基因组进行3D建模，他们发现这些模子齐简略很好地展示出领会染色体之间的相互聚合，以及A/B区室在核内的放射散布。

基于此，通过策动基因组3D模子中染色体之间的距离，照看团队发现染色体领会仅简略使得核里面分染色体之间的距离发生变化，主如若发生在领会的染色体与未发生领会的染色体之间。而未发生领会的染色体之间则保合手很高的踏实性。这些戒指齐撑合手了核内染色体在核内散布呈一定的非随即性这一不雅点。

其次，团队又设备了分层阐发算法对核内染色体的放射散布进行策动，戒指标明染色体在领会后并不影响染色体的放射散布。这也就响应出染色体领会导致进行领会的染色体是平行于核周而迁徙的，而非垂直于核周，进而使得基因组A/B区室和转录组的散布简略在染色体领会后保合手踏实。除此除外，团队也发现染色体领会对不同细胞类型的影响不同，可能是由于不同细胞类型具有不同的基因组结构形成的。

更进一步对多染色体领会细胞系进行基因组结构建模，团队发现其算法简略灵验的展示出扫数领会事件，况且染色体之间距离的转换也大多发生在领会染色体和非领会染色体之间。但是，尽管跟着染色体领会数谋略加多，互异基因的数量也有一定的加多，但是A/B区室和转录组的放射状散布仍然得以很好的保合手。与本质室得到的染色体领会小鼠不同，团队终末发现时当然界取得的染色体领会小鼠的成纤维细胞中，第6和第18染色体在核内的散布上与对照C57有较大互异，这也就标明在当然遴选的经过中，由染色体领会带来的基因组结构变化会被逐步的积蓄和保存下来。

分子细胞不凡中心晏萌博士和张晓宇博士为该文共同第一作家。分子细胞不凡中心晏萌博士和李劲松照看员为该论文的共同通信作家。该项照看得到了基因组标签筹谋、国度当然科学基金、国度要点研发筹谋、上海市科学技能首要专项和上海市科学技能委员会基础照看首要专项的资助，以及分子细胞不凡中心分子生物学技能平台、细胞分析技能平台和动物本质技能平台的匡助与撑合手。

染色体领会后染色体在核内位置的转换

a，K-matrix设施图示；b，chr1和chr13在领会细胞R1n13的模子中相互接近，以及抒发谱和A/B区室的散布；c，分层阐发算法图示；d，在R1n13中，染色体在领会后并未发生昭着变化，而在T45中不雅察到领会染色体的极性定位发生一定转换。

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