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起航三维基因组学研究 被引量：13
1
作者 李国亮 阮一骏 +1 位作者 谷瑞升 杜生明 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第13期1165-1172,共8页
人类基因组测序完成已有十多年.但是,基因组信息如何指导基因在特定空间和时间表达的机理仍有待阐明."结构决定功能"是认识自然规律中的一个共识.在生物学中,这一共识不仅适用于RNA、蛋白质等小规模的有机分子,同样也应该适... 人类基因组测序完成已有十多年.但是,基因组信息如何指导基因在特定空间和时间表达的机理仍有待阐明."结构决定功能"是认识自然规律中的一个共识.在生物学中,这一共识不仅适用于RNA、蛋白质等小规模的有机分子,同样也应该适用于全基因组这样的DNA大分子.最近的研究表明,基因组的三维空间结构对基因组的表达、调控等功能有重要的影响.因此,研究全基因组的三维空间结构和功能成为基因组学一个新发展趋势.基因组三维空间结构与功能的研究简称三维基因组学,是指在考虑基因组序列、基因结构及其调控元件的同时,对基因组序列在细胞核内的三维空间结构,及其对基因转录、复制、修复和调控等生物过程中功能的研究.随着大规模基因组测序技术的发展,我们已经拥有研究三维基因组的相关技术如ChIA-PET和Hi-C.初步的ChIA-PET和Hi-C数据分析展示了基因组三维空间结构对基因组功能的意义,为进一步研究基因组三维空间结构和功能提供了基础.本文总结了三维基因组学研究的发展,概括了三维基因组学研究中的问题和目前的进展,并讨论了可能的应用前景.登高更见远,期待三维基因组学研究将深化对生命现象和规律的认识,为基础生物学发展带来新契机、为更进一步推动生物医学及农业应用打下坚实的基础. 展开更多
关键词 三维基因组学ChIA—PET Hi—C
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三维基因组数据分析方法进展 被引量：4
2
作者 张祥林 方欢 汪小我 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1093-1105,共13页
对染色质三维结构的探究逐渐成为了解基因组功能与基因调控关系的必要手段.近年来,随着高通量染色体构象捕获(Hi-C)等技术的发展和高通量测序成本的降低,全基因组交互作用的数据量快速增长,交互作用图谱分辨率不断提高.这给三维基因组... 对染色质三维结构的探究逐渐成为了解基因组功能与基因调控关系的必要手段.近年来,随着高通量染色体构象捕获(Hi-C)等技术的发展和高通量测序成本的降低,全基因组交互作用的数据量快速增长,交互作用图谱分辨率不断提高.这给三维基因组学发展带来机遇的同时,也给计算建模带来了挑战.当前,三维基因组数据的分析方法覆盖面广,包括了数据前期处理、标准化、可视化、特征提取、三维建模等环节,但是如何从中选择高效、准确的方法却成为制约研究者们开展研究的一项关键因素.本文根据这些方法的适用场景、原理及特点进行系统地归纳,并重点关注了针对新技术或新需求的分析方法,以期促进这一领域中信息学方法的应用和开发,助力三维基因组学的研究. 展开更多
关键词 Hi-C 三维基因组学 基因组结构 生物信息学
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三维基因组学研究进展 被引量：2
3
作者 张富涵 沈宗毅 +1 位作者 喻长远 杨昭 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2791-2812,共22页
三维基因组学是一门研究基因组三维空间结构与功能的新兴学科,主要研究基因组序列在细胞核内的三维空间构象,及其对DNA复制、DNA重组、基因表达调控等生物过程的生物学效应。自染色质构象捕获技术(3C)出现后,三维基因组学相关研究领域... 三维基因组学是一门研究基因组三维空间结构与功能的新兴学科,主要研究基因组序列在细胞核内的三维空间构象,及其对DNA复制、DNA重组、基因表达调控等生物过程的生物学效应。自染色质构象捕获技术(3C)出现后,三维基因组学相关研究领域飞速发展。借助于3C及其衍生技术、Hi-C和ChIA-PET等技术,科学家能对各类物种的三维基因组进行更为深入的研究,从而揭示微生物、植物和动物基因组的空间构象、染色质的相互作用模式、转录调控以及不同生物学性状的形成机制;挖掘与生命活动和疾病相关的关键基因和信号通路;推动农业科学、生命科学和医学等领域的快速发展。文中就三维基因组学研究进展作一综述,主要阐述三维基因组学的概念和研究技术的发展及其在农业科学、生命科学和医学等领域的应用,尤其是肿瘤领域所取得的阶段性研究成果。 展开更多
关键词 三维基因组 三维空间构象 基因表达调控 染色质构象捕获技术 3C 肿瘤
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三维基因组学在畜禽遗传育种中的应用
4
作者 陈傲 孙东晓 韩博 《中国畜牧杂志》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期9-15,共7页
基因组DNA在细胞核中以三维结构高度折叠并浓缩成染色质的方式储存于核内,具有特定的高级空间结构和构象,在此基础上相继发现了染色体疆域、染色体区室、拓扑关联结构域、染色质环等结构。染色质的三维结构对生物体基因的表达调控具有... 基因组DNA在细胞核中以三维结构高度折叠并浓缩成染色质的方式储存于核内,具有特定的高级空间结构和构象,在此基础上相继发现了染色体疆域、染色体区室、拓扑关联结构域、染色质环等结构。染色质的三维结构对生物体基因的表达调控具有巨大影响,随着染色质构象捕获技术不断发展和衍生,研究基因组三维空间结构与功能的三维基因组学也逐渐成为近几年生物学研究领域内的一大热点。本文从染色质的三维结构、染色质捕获技术以及三维基因组学在畜禽遗传育种中的应用3个方面进行综述,旨在将三维基因组学内容更好的运用于畜禽遗传育种工作中,为后续相关研究提供参考。 展开更多
关键词 三维基因组学 Hi-C技术 畜禽遗传育种
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Cohesin结构及功能研究进展 被引量：5
5
作者 张雨 方玉达 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期57-72,共16页
Cohesin是一类在真核生物进化过程中保守的蛋白复合体,由4个重要亚基相互作用形成环状结构,在细胞分裂过程中参与维持染色体的有序排布。在动物中研究发现cohesin还可以作为分子间的连结器介导绝缘子/增强子–启动子间长距离交互,导致... Cohesin是一类在真核生物进化过程中保守的蛋白复合体,由4个重要亚基相互作用形成环状结构,在细胞分裂过程中参与维持染色体的有序排布。在动物中研究发现cohesin还可以作为分子间的连结器介导绝缘子/增强子–启动子间长距离交互,导致基因表达增强或者抑制,但在植物中关于cohesin在调控基因表达和维持染色体构象方面的研究却相对滞后。本文介绍了cohesin的结构特点和主要组成亚基,对调控cohesin在染色质上动态变化的相关因子进行了总结,并结合近年来植物中cohesin的功能研究和动物中cohesin在三维基因组及转录调控中的重要作用,展望了植物中cohesin在转录调控中的潜在功能。 展开更多
关键词 SMC COHESIN 细胞周期 三维基因组 转录调控
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三维基因组测序技术发展 被引量：2
6
作者 杨琬婷 杨磊 王世强 《生命科学》 CSCD 北大核心 2019年第1期1-8,共8页
近20年来,研究者们通过大规模DNA测序,在基因组、转录组和表观基因组方面获得了大量的信息,这些信息为人类基因组中的功能元件和相互作用机制等研究提供了许多详细的视图。但明确2 m长的DNA如何组装在10μm左右的细胞核中仍是一个挑战... 近20年来,研究者们通过大规模DNA测序,在基因组、转录组和表观基因组方面获得了大量的信息,这些信息为人类基因组中的功能元件和相互作用机制等研究提供了许多详细的视图。但明确2 m长的DNA如何组装在10μm左右的细胞核中仍是一个挑战性的工作。人们着眼于多角度探究染色质在狭窄空间里的精准调控表达,因此,三维基因组研究也越来越受到关注,与此相关的技术也在不断发展中。主要介绍以核邻位连接为基础的染色质构象捕获技术(3C)及其衍生技术,如4C、5C、Hi-C及其衍生技术、Ch IA-PET、原位Hi-C,以及DLO Hi-C等,并简单介绍应用这些技术已取得的重要成果以及未来的发展方向。 展开更多
关键词 三维基因组 3C Hi-C ChIA-PET DLO Hi-C Capture-C
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核基质附着区广泛参与基因组三维结构折叠的生物信息学分析 被引量：1
7
作者 何超 李平 +5 位作者 张彦 师明磊 张香媛 谢德建 沈文龙 赵志虎 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期638-644,共7页
在细胞分裂间期,每条染色质都占据着特定的染色质领域(chromosome territory,CT)。每个CT领域内进一步分成不同的拓扑学相关区域(topological associated domain,TAD),每个TAD又由若干子TAD(sub-TAD)构成。不同的TAD相互聚集,形成基因... 在细胞分裂间期,每条染色质都占据着特定的染色质领域(chromosome territory,CT)。每个CT领域内进一步分成不同的拓扑学相关区域(topological associated domain,TAD),每个TAD又由若干子TAD(sub-TAD)构成。不同的TAD相互聚集,形成基因活跃表达和不表达的A、B两种组份或区室(compartment)。然而,目前对于染色质折叠方式及维持机制的研究尚无定论。核基质附着区(matrix attachment regions,MARs)是在不同物种基因组中广泛存在的一类富含AT序列的与核基质结合的DNA元件,能够通过与CTCF、SATB1等调控蛋白质相互作用,对远距离的基因表达进行调控。本研究以染色质三维结构为背景,通过整合染色质三维结构及组蛋白修饰等组学数据,对MARs元件与染色质三维结构的关系进行研究,对MARs元件参与形成的相互作用网络的结构及功能进行探索。结果发现,MARs元件与染色质三维结构高度相关,而且在高强度相互作用中占据较大的比例,提示MARs元件在染色质折叠方面发挥作用。此外,通过拓扑结构聚类分析还首次揭示,MARs元件分为不同类型,包括维持染色质领域及空间构象等的结构单元部分,以及调控基因表达等的功能单元部分。这表明,MARs元件在基因组三维高级结构的建立、维持以及功能等方面发挥重要作用。 展开更多
关键词 核基质附着区 染色质三维结构 生物信息学 多组学分析 DNA元件
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