王玲，李金环，黄海燕，吴强

研究报告

串联反向CTCF位点的系列删除揭示增强子调控基因簇表达的平衡

王玲，李金环，黄海燕，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

三维基因组染色质架构蛋白CTCF (CCCTC-binding factor)能够介导增强子与基因启动子的远距离染色质相互作用，也可以结合调控区域的绝缘子发挥增强子绝缘功能，对发育中的基因表达调控具有重要作用。同源框基因家族(Homeobox gene family,)编码一类控制动物发育的关键转录因子，在发育中主要沿胚胎首尾轴(head-to-tail axis)呈时空线性表达。在哺乳动物中，基因分为、和四个基因簇，在中枢神经系统、骨骼和四肢发育中发挥重要功能。基因簇主要调控四肢发育，受位于其两侧调控域内的增强子调节，沿肢体近远轴(proximal-distal axis)呈时空线性表达。在人类基因组中，基因簇及其两侧的调控区域分布有串联排列的CTCF结合位点(简称CTCF位点)，参与9个基因的表达调控。本研究以基因簇为模式基因，探究CTCF对发育基因(developmental genes)转录调控的影响。利用CRISPR DNA片段编辑技术在人HEK293T细胞中获得一系列的串联反向CTCF位点删除的单细胞克隆株。RNA-seq实验揭示CTCF位点删除后基因表达下降。定量高分辨率染色体构象捕获实验显示，与上游增强子簇的远距离染色质相互作用增强，与下游增强子簇的远距离染色质相互作用减弱。综上所述，串联反向的CTCF位点通过其绝缘子功能维持上下游增强子簇对基因簇表达调控的平衡，为探究动物发育过程中基因表达的精准调控机制提供参考。……