Igk基因染色质高级结构形成的分子机制以及与组蛋白甲基化的相关性研究

顺式调控元件在调控靶基因表达时与靶基因之间发生直接的相互作用是真核基因表达调控普遍使用的方式，这种相互作用使得基因在特定状态下表现出特定的染色质高级结构，我们实验室长期从事小鼠Igk基因染色质高级结构的研究，发现不活跃表达的Igk基因处于相对线性结构，当基因活跃表达时基因的三个增强子和启动子由于直接的相互作用而使染色体形成一个环状结构，染色质环形成的分子机制及其功能目前还不清楚，本项目将在原工作基础上继续以小鼠的Igk基因为模型，利用3C技术，ChIP技术，ChIP-3C技术以及小RNA干扰技术，探讨与染色质高级结构形成和维持密切相关的蛋白组分，以及染色质高级结构的形成与组蛋白甲基化在Igk基因分布的相互关系，同时利用3C技术研究序列已知但调控机制未知的基因的染色质高级结构，并据此判定基因的顺式调控元件，从而将3C发展成为能够发现新的顺式调控元件的技术。

源于功能DNA片段相互作用的染色质高级结构在真核细胞基因转录调控中起着极为重要的作用。我们利用小鼠Igk基因作为模型，发现preB细胞中Igk基因的增强子和抑制子能够直接相互作用，这种直接相互作用由CTCF蛋白介导，其结果是抑制子抑制了增强子的活性，抑制VJ重组，使得Igk基因单等位基因排斥以保证一个B淋巴细胞只表达一种抗体；利用3C技术以SHC1基因为模型发现了3个顺式调控元件，说明3C能够用于发现新的功能DNA片段，拓展了3C技术的应用；此外我们还发现内皮细胞中含有两个启动子的SHC1其上下游启动子分别在不同的等位基因活跃，而维持这种单等位基因表达的主要因素是等位基因特异性的不同启动子间相互作用，这种染色质高级结构通过未知机制抑制上游启动子活性促进转录由下游启动子起始，这一发现提出了染色质高级结构调控基因转录的新模式，说明基因转录调控上的多样性。我们的研究结果有助于人们对染色质高级结构形成及功能的理解。