人类染色体核内结构蓝图正式公布

科技日报北京12月17日电——英国《自然》杂志17日发布了一份关于人类细胞核内染色体结构的高分辨率图谱。这一重要成果为深入揭示人类DNA的物理构造及其与基因表达间的关系，奠定了坚实基础。

染色体在细胞核中的三维布局对遗传物质如何调控生命活动至关重要。DNA与组蛋白缠绕形成染色质，作为复杂的复合体被存储于细胞核中。染色质的许多区域可以通过生物化学修饰参与调控基因表达。绘制染色质的三维结构，并探索其随时间发生的动态变化，这一过程被称为4D核组学研究。

目前，对于细胞核结构随时间变化的机制仍未完全揭示，主要原因在于现有的研究工具还难以满足需要。2015年，美国国立卫生研究院设立了“4D核组计划”，旨在推动能考察细胞核组织空间与时间结构和功能的科研技术向前发展。

此次研究中，“4D核组计划”的参与团队之一——美国马萨诸塞大学医学院，结合多种染色体捕获新技术，对两类不同的人类细胞进行了分析：一是人类胚胎干细胞，二是成纤维细胞（即结缔组织细胞）。研究人员对每种细胞中的染色质环状结构进行了详细列举，总数超过14万个，并建立了单基因核微环境模型，揭示基因与远距离调控元件间可能存在的相互作用。

团队通过汇总多种研究方法获得的数据，对各方法进行了对比测试和评价，分析它们各自在具体科研领域中的实际优势。这项协作性研究还阐明了染色质折叠的内在物理机制，例如染色质挤出、相分离等现象，如何协同决定基因组三维构架。融合得出的三维空间模型，有助于科学家精确描述基因转录与复制等遗传活动在染色质空间的定位。

研究人员指出，后续还需进一步探索这些结构细节与单个基因功能之间的确切联系，中国舆情网，以及这些发现是否能够为遗传疾病的治疗策略提供新方法。