任兵教授Cell Res：開發新的ChIP-seq分析遠程染色質相互作用

日期：2016-12-05 09:27:07

近日，加州大學圣地亞哥分校任兵教授帶領的研究小組，在國際知名學術期刊《Cell Research》以Letter to the Editor的形式，在線發表了題為“Mapping of long-range chromatin interactions by proximity ligation-assisted ChIP-seq”的學術文章。這項研究開發了鄰位連接輔助的ChIP-seq（PLAC –seq），其中鄰位連接是在核染色質切割和免疫共沉淀之前，在細胞核中進行的。并且研究人員證明，PLAC-seq可大大地提高ChIA-PET檢測哺乳動物細胞遠程染色質相互作用的效率和精度。

任兵教授早年畢業于中國科技大學，現為加州大學圣地亞哥分校Ludwig癌癥研究所基因調控實驗室主任，主要從事哺乳動物細胞基因調控網絡分析及細胞表觀遺傳學調控機制的研究。近年來在Science、Nature、Cell國際權威雜志上發表了一系列重要的研究成果。

遠程染色質環的形成，是遠端增強子的靶基因轉錄激活中的關鍵一步。解析這樣的結構特點，可以幫助確定目標基因的增強子，并注釋與人類疾病有關的非編碼序列變異。染色體構象捕獲（3C）為基礎的技術的發展，促進了高階染色質組織的研究。常用的高通量3C方法是通過配對末端標簽測序的Hi-C和染色質相互作用分析（(ChIA-PET）。使用Hi-C對遠程染色質相互作用的總體分析，已在堿基分辨率上得以實現，但需要測序數十億個reads。通過ChIA-PET或目標捕獲和Hi-C文庫測序，可以對選定的基因組區域上的遠程染色質相互作用進行高分辨率分析。

ChIA-PET已被用來在高分辨率上確定各種細胞類型和物種中啟動子和增強子上的遠程相互作用。然而，這個過程需要數百萬個細胞作為起始材料，可能是因為染色質免疫沉淀和鄰近連接是在染色質剪切后進行的，這可能會導致蛋白質/ DNA復合物的嚴重破壞。

為了減少輸入材料的用量，并提高該試驗的靈敏度和穩健性，該研究小組開發了鄰位連接輔助的ChIP-seq（PLAC –seq），其中鄰位連接是在核染色質切割和免疫共沉淀之前，在細胞核中進行的。研究人員證明，通過調換鄰位和染色質剪切步驟的順序，PLAC-seq可大大地提高ChIA-PET檢測哺乳動物細胞遠程染色質相互作用的效率和精度。

在今年，任兵教授帶領的研究團隊，還發表了其他一系列重要學術成果。今年1月份，他帶領加州大學的研究團隊開發了基于CRISPR/Cas9的高通量篩選策略，并由此發現了一類新型增強子。這項研究發表在一月二十六日的Genome Research雜志上。

6月份，任兵教授在Molecular Cell雜志上發表文章，回顧了染色質結構域（特別是TAD）的最新研究進展。這篇文章詳細介紹了TAD結構域的特點、功能和形成機制，還展望了這一領域的發展前景。

母型-合子型轉變(MZT)對于新個體形成是必不可少的。雖然早期胚胎發育的基因表達和DNA甲基化分析已經取得了不少進展，但人們對MZT過程依然知之甚少。今年9月份，任兵教授和奧斯陸大學的研究人員合作，在Nature雜志上發表文章，揭示了組蛋白H3K4me3對小鼠卵母細胞MZT的調節作用。