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国家眼科研究所(NEI)的研究人员绘制了人类视网膜细胞染色质的组织图，这些纤维将30亿个核苷酸长的DNA分子包装成紧凑的结构，适合每个细胞核内的染色体。由此产生的综合基因调控网络提供了对罕见和常见眼病的一般基因表达调控和视网膜功能调控的见解。

“这是视网膜调节基因组拓扑结构与与年龄相关性黄斑变性(AMD)和青光眼相关的遗传变异的首次详细整合，这是视力丧失和失明的两个主要原因，”该研究的首席研究员AnandSwaroop博士说，他是高级研究员。美国国立卫生研究院下属的NEI神经生物学神经变性和修复实验室的研究员和主任。

Swaroop及其同事在NatureCommunications上的一篇题为“人类视网膜的高分辨率基因组拓扑揭示了组织特异性和多因素疾病位点的超级增强子-启动子相互作用”的论文中描述了他们的发现，他们在论文中得出结论：“我们的研究因此提供了一个将调节变异与视网膜疾病表型联系起来的框架，并可能通过调节基因组调节来帮助设计有针对性的转化范例。”

成人视网膜细胞是高度特化的感觉神经元，不会分裂，可用于探索染色质的三维结构如何促进遗传信息的表达。“成人视网膜由不分裂和高度专业化的感觉神经元组成，因此为研究3D基因组在控制遗传信息中的作用提供了一个相对稳定的环境，”该团队指出。

染色质纤维包裹着长链DNA，这些DNA缠绕在组蛋白周围，然后反复成环形成高度紧凑的结构。所有这些环都产生了多个接触点，在这些接触点上，编码蛋白质的基因序列与基因调控序列相互作用，例如超级增强子、启动子和转录因子。

这种非编码序列长期以来被认为是“垃圾DNA”。但更高级的研究证明了这些序列控制哪些基因被转录以及何时被转录的方式，揭示了非编码调控元件施加控制的具体机制，即使它们在DNA链上的位置远离它们调控的基因。

正如作者所解释的那样，“在3D层次结构中，基因组拓扑结构在不同的组织和细胞类型中经历动态和上下文的物理改变。这些适应与特定顺式调控元件(CRE)的激活相关，后者有助于建立独特的基因表达模式。”

使用深度Hi-C测序(一种用于研究3D基因组组织的工具)，研究人员创建了一个高分辨率图谱，其中包括视网膜细胞染色质内的7.04亿个接触点。使用来自四个人类捐献者的死后视网膜样本构建了地图。然后，研究人员将该染色质拓扑图与视网膜基因和调控元件的数据集相结合。“为了阐明人类视网膜中的基因组调控，我们以高分辨率绘制了染色质接触图，并与超级增强子(SEs)、组蛋白标记、CTCF结合和选择的转录因子相结合，”他们评论道。

出现的是染色质内随时间相互作用的动态图，包括基因活动热点和与DNA其他区域具有不同程度隔离的区域。“染色质接触与组蛋白标记、染色质可及性、选定的TF[转录因子]结合和基因表达数据集的进一步整合揭示了CRE的目标，并揭示了人类视网膜中SE的3D染色质组织的特性。”

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