染色质高级结构对转录调控、基因组稳定性维持和其他基因组功能至关重要。越来越多的证据表明，植物和动物在3D染色质组织方面存在显著差异。然而，植物染色质高级结构的模式、动态调控和分子机理仍不清楚。
JIPB近日在线发表了北京大学现代农业研究院、小麦育种全国重点实验室和潍坊现代农业山东省实验室钱伟强课题组、邓兴旺课题组和何航课题组合作的题为“Conserved H3K27me3-associated chromatin looping mediates physical interactions of gene clusters in plants”的研究论文 （https://doi.org/10.1111/jipb.13502）。 该研究在前期合作研究的基础上(Sun et al., 2020)，通过高通量染色质构象捕获技术Hi-C结合生物信息学分析对植物H3K27me3相关的长距离染色质环进行了系统分析。
图1 拟南芥Hi-C典型长距离染色质互作环
在这项研究中，研究者系统地鉴定和表征了拟南芥3D基因组中的长距离染色质环。研究者鉴定了数百个长距离顺式染色质环，发现它们的锚定区与H3K27me3表观遗传学修饰密切相关。此外，研究者证明了这些染色质环依赖于PcG蛋白，这表明PRC2复合物对于建立和维持这些染色质环是必不可少的。尽管大多数PcG相关的染色质环是稳定的，但这些环中的许多是组织特异性的或不同外界环境胁迫动态调节的。有趣的是，串联排列的基因簇和代谢基因簇在锚定区富集。H3K27me3标记长距离的染色质相互作用与特定基因簇的共调节有关。最后，研究者还在水稻和大豆中鉴定了与H3K27me3相关染色质环，表明这些长距离染色质环在植物中是保守的。研究结果为植物三维基因组、基因组进化和转录调控提供了新的见解。
北京大学现代农业研究院、潍坊现代农业山东省实验室博士后 孙林华、北京大学现代农学院博士后 曹玉鑫和北京大学现代农业研究院与以色列特拉维夫大学联合培养博士研究生 李竹为论文共同第一作者； 钱伟强研究员、 何航研究员和 邓兴旺院士为共同通讯作者；北京大学博士研究生 刘艺和北京大学现代农学院博士后 尹晓畅为该研究做出了重要贡献。研究得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东省重大专项、北京大学现代农业研究院院长基金和北京大学博雅博士后项目支持。生物信息学分析得到了北京大学现代农业研究院的高性能计算服务器的支持。
参考文献：
Sun, L., Jing, Y., Liu, X., Li, Q., Xue, Z., Cheng, Z., Wang, D., He, H., and Qian, W.(2020). Heat stress-induced transposon activation correlates with 3D chromatin organization rearrangement in Arabidopsis. Nat. Commun. 11: 1886.
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