郭亚，吴强上海交通大学系统生物医学研究院比较生物医学研究中心，系统生物医学教育部重点实验室，上海 200240

采用DNA片段编辑技术反转CTCF结合位点改变基因组拓扑结构和增强子与启动子功能

郭亚，吴强
上海交通大学系统生物医学研究院比较生物医学研究中心，系统生物医学教育部重点实验室，上海 200240

郭亚(博士研究生)

人类的祖先很早就观察到生物性状的遗传现象，但是直到19世纪60年代孟德尔发现遗传因子的分离定律和自由组合定律，遗传学才真正建立并快速发展起来。尽管人类很快有了基因的概念，并认识了核酸和蛋白质，但直到1953年沃森和克里克阐明了DNA的双螺旋结构之后，人类对基因才有了本质的认识，从而开启了分子遗传学时代。随着人类基因组计划测序工作的完成以及最近大规模测序技术的突破，越来越多的研究发现很多遗传疾病相关位点不仅位于启动子和基因编码区，而且也大量地存在于调控组织发育基因表达的增强子中。更多的遗传疾病相关位点则位于功能未知的基因组区域。近年研究发现这些遗传疾病相关位点可能与三维基因组(3D genome)息息相关并通过染色体高级拓扑架构 (Higher-order topological chromosome architecture)起作用。

在细胞分裂间期，人类大约两米长的30亿DNA碱基对在核酸和蛋白质相互作用下高度有机折叠在约5～10 μm的细胞核内，形成复杂的三维基因组。这种三维基因组随着时间的推移不断变化形成所谓的四维细胞核组 (4D nucleome)，提供了细胞核发挥各种生物学功能的物质基础，包括在生命发育过程中实现精准的组织和细胞特异性基因表达调控。……