厦门大学黄烯/欧阳鑫昊团队合作开发调控染色质相互作用的光遗传学工具

转录调控不仅仅是近端的启动子对基因表达的激活，远端的增强子也对基因的转录调控起到了重要的作用。增强子（enhancer）是一类基因组上的顺式元件。它通过与启动子发生相互作用，从而激活基因表达。这一过程的实质是DNA上不同的调控元件之间的相互作用。这种长距离的相互作用由染色质空间三维结构帮助建立和维持。长距离的染色质相互作用控制基因表达在原核生物和高等动植物中均被发现，这些调控方式直接决定了细胞的分化、器官的发育和癌症的发生等。目前，随着Chromosome Conformation Capture （3C）、4C、5C和Hi-C等技术的发明和使用，全基因组染色质相互作用的频率和位置得以捕获。但是，主动调控标靶染色质互作的方法和工具还十分有限。

近期，厦门大学黄烯、欧阳鑫昊团队在Small Methods发表了题为Chromosomal Looping-Based Expression Activation System in Yeast的研究论文，开发了调控染色质相互作用的光遗传学工具。

利用植物紫外光受体UVR8在紫外照射后与COP1相互结合的性质，研究人员将UVR8与SadCas9融合，将COP1与SpdCas9融合；通过2个不同的gRNA，实现两个融合蛋白靶向结合酵母染色质；最终，在紫外光的驱动下，通过UVR8和COP1的相互作用，实现酵母染色质特定位置的互作。同理，利用蓝光受体CRY2与CIB1的相互作用，研究人员也开发出一套蓝光控制染色质远端互作的光遗传学工具。

该研究利用酵母体系为远程操控DNA相互作用调控基因表达提供了真核生物反应器。在光刺激下，利用该工具可简便、快速地实现DNA的可持续环化。同时，借助CRISPR/Cas9方法提供了染色质的靶点特异性和可变性。未来，借助此工具箱不仅可建立单细胞水平DNA环化研究的生物平台，而且为大规模筛选增强子药物靶点提供了新思路。

厦门大学细胞应激生物学国家重点实验室博士研究生邱蕾蕾为第一作者，黄烯教授、欧阳鑫昊副教授为文章的共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、福建省自然科学基金和厦门大学校长基金的资助。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smtd.202001135