【上海交大学者观测到染色质“喷射”现象，为DNA环挤出提供关键体内证据，促进对#3D基因组# 构建机制的理解】

据一项研究估计，人体内约有 37 万亿个细胞，#细胞核# 是储存遗传物质 DNA 的地方，几乎所有细胞都具有一个细胞核。在细胞核内，#DNA# 会被主要折叠成直径约 30nm 的染色质纤维。

有一种巨型的环状蛋白质复合体，被称为黏连蛋白（Cohesin）。在人体如此多的细胞之内，它负责为染色质 DNA 建立有序的、动态的相互作用。

如图所示，染色质在细胞核里的空间安排，并不全是随机的、更不是混乱的，而是高度有序的。

据估计，每个细胞拥有数万个黏连蛋白上载位点。那么，它是如何在多细胞的多位点，实现介导染色质的互作呢？

DNA 环挤出，是一种目前被广泛认可的、用于解释黏连蛋白介导染色质互作分子机制的模型。然而，目前我们对 DNA 环挤出机制的认识，依旧非常有限。

单分子检测实验显示，黏连蛋白或类似的凝缩蛋白（Condensin）环形蛋白，在体外可以介导裸露的 DNA 与 DNA 间相互作用。但其介导的互作是否对称，现在依旧存在争议。

在关于人体体内的研究里，已有一些成果暗示了 DNA 环挤出的作用方式。比如，上海交通大学团队于 2015 年发表在 Cell 上的论文表明：黏连蛋白总是倾向于在一对相对方向的 CTCF（CCCTC binding factor，转录绝缘子结合蛋白）结合位点之间，来建立染色质的环化。

这表明，由黏连蛋白介导或主要介导的，是一种顺式的相互作用。因此，这基本只能由 DNA 环挤出模型来进行解释。

而在近日，郭亚等人发表在 Molecular Cell 杂志上的论文，为 DNA 环挤出提供了更直接、更关键的体内证据。

他们先是绘制了处于间期 T 细胞的高分辨率染色质互作图谱，这让其获得了最可靠的体内数据。该团队观测到，胸腺 T 细胞内有许多呈“喷射”状的染色质互作模式，也就是黏连蛋白从某一点开始、在两个方向同时拉两翼的 DNA，它们以对称方式介导 DNA 与 DNA 间相互作用。

通过基因敲除转录阻抑物 CTCF后，可以观察到一些不对称的“喷射”状的互作模式开始转变为对称的，这与在黏连蛋白介导 DNA 环挤出中转录阻抑物所扮演的 “停止者” 的角色互为一致，也表明黏连蛋白介导 DNA 环挤出的结果，会带来对称的染色质互作。

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