任兵教授最新Cell文章点评CRISPR重要成果

　　细胞的染色质结构控制着基因的表达，决定着细胞的生理状态。在人类基因组中，结构变异是很常见的。不过，人们一直难以确定这些变异在人类疾病中起到了什么样的作用。

　　

生物通报道：细胞的染色质结构控制着基因的表达，决定着细胞的生理状态。在人类基因组中，结构变异是很常见的。不过，人们一直难以确定这些变异在人类疾病中起到了什么样的作用。

日前，科学家们在CRISPR技术的帮助下发现，一些结构变异会干扰染色质拓扑结构，使增强子-启动子互作发生异常，基因表达的时空模式发生改变，最终导致发育疾病。加州大学的任兵（Bing Ren）教授在本期Cell杂志上发表文章，对上述成果进行了点评。文章指出，CRISPR技术成功将染色质拓扑结构与遗传学疾病关联起来。

任兵教授早年毕业于中国科技大学，现为加州大学圣地亚哥分校Ludwig癌症研究所基因调控实验室主任，主要从事哺乳动物细胞基因调控网络分析及细胞表观遗传学调控机制的研究。近年来在Science、Nature,、Cell国际权威杂志上发表了一系列重要的研究成果。（延伸阅读：何川、任兵、徐国良Cell子刊发表表观遗传学新成果）

哺乳动物基因组在细胞核中形成了许多megabase级的拓扑相关结构域（TAD）。Lupiáñez等人发现，破坏TAD会影响长距离基因调控，引起致病性的表型。举例来说，破坏TAD结构的DNA删除、倒置或者重复能够导致人类肢体畸形。

研究人员用CRISPR/Cas进行基因组编辑，构建了携带上述染色质重排的小鼠模型。在小鼠的肢体组织和患者的成纤维细胞中，与疾病有关的染色质结构改变使启动子和非编码DNA出现异常的互作。比如Epha4的增强子错误的激活了另一个基因，使其发生异位表达。进一步研究表明，只有在CTCF相关的TAD边界区域被破坏时，才会出现这种问题。

这项研究向人们展示了TAD功能的重要性。当TAD边界受到破坏时，增强子会作用于错误的靶基因，使其发生异位表达。破坏TAD的结构变异会使机体出现畸形。人们可以在此基础上预测人类结构变异的致病性，尤其是在基因组的非编码区域。

 

生物通编辑：叶予

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