中國科學院昆明動物研究所28日發(fā)布消息稱，該所與北京大學、中國科學院數(shù)學與系統(tǒng)科學研究院合作，首次產(chǎn)生非人靈長類動物的高精度三維基因組學圖譜資源，并通過跨物種多組學分析，發(fā)現(xiàn)人類特異的染色質結構和腦發(fā)育調控元件，為闡明人類大腦發(fā)育的進化機制提供新思路和證據(jù)。

相關研究成果于日前在線發(fā)表在國際頂尖期刊《細胞》上。

“人類所有器官包括大腦的形成均通過發(fā)育過程實現(xiàn)。其中，人類獨特的腦發(fā)育模式源于在進化過程中基因組不斷積累的功能性突變。”中科院昆明動物研究所研究員宿兵介紹，獼猴與人類具有較近的親緣關系，是人類大腦起源、發(fā)育機制和腦疾病研究的理想動物模型。

科研團隊通過學科交叉合作，開展跨物種腦發(fā)育3D基因組的研究。他們先是利用全基因組染色質空間構象捕獲技術，構建中國獼猴胎腦神經(jīng)發(fā)育高峰期的高分辨3D基因組圖譜。這是目前包括人類在內的靈長類大腦分辨率最高的3D基因組圖譜，分辨率達到1.5kb，可以高精度地解析腦發(fā)育中基因組的空間組織方式。

同時，科研人員還解析獼猴胎腦的轉錄組圖譜、染色質開放區(qū)圖譜以及染色質錨定蛋白CTCF的分布圖譜，首次構建出獼猴胎腦發(fā)育的染色質精細空間構象，鑒定包括染色質區(qū)室、染色質拓撲結構域和染色質環(huán)等不同尺度的染色質構象，以及基因組在大腦發(fā)育中發(fā)揮重要作用的調控元件。

通過與已發(fā)表的公共數(shù)據(jù)整合，科研人員進行人類、獼猴和小鼠的跨物種3D基因組比較，發(fā)現(xiàn)眾多人類特異染色質結構，總數(shù)達1765個。這些人類特異染色質結構的調控模式，揭示大腦發(fā)育在人類祖先中進化出更為精細的轉錄調控網(wǎng)絡。

此外，研究團隊還發(fā)現(xiàn)，基因組中很多人類特異突變，可能導致在人類大腦發(fā)育中產(chǎn)生新的轉錄因子結合位點，并形成人類特異的染色質高級結構。(記者 胡遠航)

關鍵詞： 科研人員 調控機制