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原文
bioRxiv Cancer Biology· Ren, X., Cao, Y., Dai, Y., Huang, Z., Yu, J., Feng, S., Long, L., Yang, C., Wang, Q., Yang, H. ·· 21 小时前评分31

融合基因发生谱预测染色体空间三维结构

The fusion gene occurrence spectrum predicts the spatial structure of chromosomes

导读

利用融合基因发生谱推断染色体三维空间结构,研究发现多组织、多时期的染色质构象捕获数据与融合基因发生强度显著相关。其中 11 号与 17 号染色体间相互作用频率最高,11 号染色体上 KMT2A 对应的融合基因发生频率也最高。该结构普适性被视为人类基因组的共有特征,为预测染色体融合事件提供了理论基础。

深度解读

染色体会“自组装”成细胞核内复杂的三维拓扑,为基因表达调控、细胞分化等重要过程提供结构基础。十余年来,人们主要依靠以 Hi-C 为代表的构象捕获测序与成像技术,在天然环境中直接观察染色质构象:全基因组邻近连接图谱确认了染色体领地以及开放、关闭染色质的区室化分隔 [4],哺乳动物基因组中随后划分出兆碱基尺度的拓扑结构域 [2],果蝇与酵母的高分辨率接触图谱也相继绘成 [3][5],围绕这些相互作用数据的统计与计算解读方法亦随之发展 [1]。换言之,此前对三维基因组的认识,始终建立在“直接测量结构”这一条路径之上。

这篇预印本提出了一个反方向的思路:把融合基因的发生谱当作探针,用它来推染色体的相互作用信息与三维结构。作者将融合基因谱与多组织、多时期的染色质构象捕获数据对照,发现二者显著相关,并给出一个具体对应——11 号与 17 号染色体之间的反式相互作用频率最高,而 11 号染色体上 KMT2A 对应的融合基因发生频率同样最高。由此作者推断,这种空间布局的普适性是人基因组的共同特征,并为预测染色体融合事件提供了理论依据与数据。

相对于以构象捕获测序为代表的既有测量范式 [1][4],这项工作的推进在于引入了一类独立的数据:融合基因此前更多作为肿瘤遗传学目录中的事件被记录,文中数据资源也多来自肿瘤与融合基因数据库,如今被双向利用——既以融合发生谱显示染色体空间布局的跨组织、跨时期普适性,也反过来让“哪些位点更易发生融合”获得了结构层面的解释。

不过,就摘要所呈现的内容看,结论主要建立在相关性之上:融合基因数据以肿瘤遗传学资源为主,能在多大程度上代表一般状态下的基因组折叠仍需检验;空间邻近与融合发生之间的因果和定量关系,以及能否据此真正前瞻性地预测染色体融合事件,都还是悬而未决的问题。

来源:bioRxiv Cancer Biology · biorxiv.org

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