科學(xué)家發(fā)現(xiàn)小鼠通過(guò)染色體聚集辨別氣味

    1月9日，美國(guó)哥倫比亞大學(xué)科研人員在Nature上發(fā)表了題為“LHX2- and LDB1-mediated trans interactions regulate olfactory receptor choice”的文章，發(fā)現(xiàn)在小鼠嗅覺(jué)感覺(jué)神經(jīng)元中（olfactory sensory neuron，OSN），多個(gè)染色體的某些區(qū)域聚集在一個(gè)結(jié)構(gòu)中，該結(jié)構(gòu)控制鼻子中全部嗅覺(jué)受體基因的表達(dá)，同時(shí)確保每個(gè)細(xì)胞只表達(dá)一種類(lèi)型的受體。

    哺乳動(dòng)物可以辨別出數(shù)以萬(wàn)億計(jì)的揮發(fā)性化合物。這種特殊的能力由分布在幾乎所有染色體上的小群體中的成百上千的嗅覺(jué)受體基因編碼。為了確保對(duì)單個(gè)氣味的反應(yīng)是特定的，每個(gè)嗅覺(jué)感覺(jué)神經(jīng)元表達(dá)一個(gè)隨機(jī)選擇的單一嗅覺(jué)受體基因?；蚪M可分為拓?fù)潢P(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)域（topologically associated domains）和具有共同染色質(zhì)價(jià)的基因組區(qū)室（genomic compartments）。這種結(jié)構(gòu)受到DNA聚合物的限制，阻止了不同染色體上基因之間的相互作用。在本研究中，科研人員報(bào)道了小鼠嗅覺(jué)神經(jīng)元中出現(xiàn)的核組織模式的明顯差異?？蒲腥藛T利用原位高通量染色體捕獲技術(shù)對(duì)熒光激活的嗅覺(jué)神經(jīng)元進(jìn)行細(xì)胞分選，發(fā)現(xiàn)隨著細(xì)胞的分化，18條染色體上的嗅覺(jué)受體基因簇使染色體間相互作用的特異性和活躍性增加。這些相互作用由基因間嗅覺(jué)受體增強(qiáng)子“Greek islands”精準(zhǔn)調(diào)控，首先在該增強(qiáng)子的作用下形成嗅覺(jué)受體區(qū)室，繼而形成一個(gè)與單個(gè)活性嗅覺(jué)受體基因相關(guān)的多染色體超級(jí)增強(qiáng)子。Greek islands結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子LHX2和銜接蛋白LDB1調(diào)節(jié)嗅覺(jué)受體區(qū)室的裝配和維持，Greek islands的中心位置以及嗅覺(jué)受體的轉(zhuǎn)錄，說(shuō)明染色體間的相互作用在調(diào)節(jié)基因表達(dá)中起決定作用，并為基因表達(dá)中反式相互作用的提供機(jī)制上和功能上的支持。（摘譯自Nature, Published: 09 January 2019）