发布日期：2024年03月16日
我国是世界第一养猪大国，2023年出栏生猪7.27亿头，占全球总量54.89%，是第二（欧盟27国）和第三位（美国）总和的1.92倍。生猪在国计民生、粮食安全和社会稳定中具有重要地位和作用。筛选并鉴定影响猪重要经济性状的关键基因组变异，挖掘育种靶点，创新性运用到实际育种中，能有效加速优质高产猪新品种（系）的培育进程。因此，系统鉴定猪基因组中的调控元件并分析其参与的三维基因组远程互作，探究非编码序列变异对基因转录调控的影响，对于挖掘和明确具有重要育种价值的分子靶点具有重要意义。
已有研究表明二倍体生物的同源染色体在基因转录、表观修饰、染色质可及性、染色质复制时间等方面存在差异。但目前三维基因组研究往往分析二倍体基因组的平均染色质空间构象特征，对同源染色体间的结构和调控功能差异缺乏有效解析。
近日，N1级自然指数期刊Genome Research杂志发表了我校动科学院/猪禽种业全国重点实验室主导完成的题为Haplotype-resolved 3D chromatin architectureof the hybrid pig（杂交猪单倍型分辨率的三维基因组特征）的论文。
该研究通过构建我国地方猪种——藏猪和欧洲猪种——巴克夏的正反交F1代群体，利用原位Hi-C技术重构了骨骼肌等来自不同胚层的代表性组织的单倍型三维基因组图谱，并从染色质区室（Compartments）、拓扑结构域（TADs）、增强子与启动子互作（PEIs）等多个尺度解析了染色质空间构象在同源染色体间、组织间、正反交间和中欧猪种间的差异。精细解析了猪基因组中同源染色体在空间分布上的一系列高维结构特征。发现同源染色体间的空间构象差异与基因组印迹(Genomicimprinting)现象密切相关。同时，该研究在单倍型水平量化了基因组序列变异和组蛋白修饰（H3K4me3和H3K27ac）对远距离启动子-增强子互作的影响，并推测这种由序列或表观差异引起的互作改变可能是导致中欧亲本猪种间骨骼肌表型巨大差异的重要因素。以上研究结果为深入解析猪染色质空间构象调控基因转录的机制提供了新见解，为下一步分子育种的开展提供了重要基础数据和理论支撑。
杂交猪同源染色体的三维空间构象
该研究得到国家重点研发计划“蛋白质机器与生命过程调控”重点专项和四川省“十四五”川猪重大科技专项等项目资助。我校博士研究生林育、青年教师李晶、金龙副教授、西南民族大学顾以韧教授为共同第一作者。我校青年教师李晶、唐茜子教授和李明洲教授为共同通讯作者。
同期，该团队就组学鉴定的关键基因CEBPA的增强子开展了功能研究，解析了增强子通过Cohesin蛋白介导的染色质环远距离调控CEBPA转录表达的机制，为脂肪沉积的三维基因组调控提供了新见解。该团队博士研究生李晓开作为第一作者的题为An intronic enhancer of CEBPA regulates adipocyte differentiation and adipose tissue development via long-range loop formation（一个位于内含子区域的增强子通过染色质环调控CEBPA基因进而影响脂肪沉积）的研究以封面论文在生物学大类一区杂志Cell Proliferation发表。
