中国科学家成功绘制小鼠全基因组沉默子图谱

近日，中国农业科学院农业基因组研究所的猪基因组设计育种创新团队取得了突破性进展，成功构建了小鼠全基因组沉默子图谱。这项研究不仅阐明了沉默子的基本特征，还发现了影响细胞重编程效率的重要沉默子。相关研究成果已发表在《先进科学(Advanced Science)》杂志上。

转录调控在生物体发育和细胞分化中至关重要，而沉默子作为关键的顺式调控元件，通过结合抑制性转录因子负向调控基因表达，是基因表达“精密调控”的核心元件之一。然而，由于缺乏明确的表观遗传标记和高效的全基因组筛选技术，沉默子的系统性研究长期滞后于增强子等其他调控元件。

绘制沉默子图谱的突破

此次研究首次成功绘制了小鼠基因组中抑制基因表达的“关闭开关”——沉默子的全基因组图谱。研究人员在小鼠的两种关键细胞中发现了约9万至11.5万个沉默子，这些调控元件遍布基因组，主要控制低活性基因，且具有细胞类型特异性。

研究发现，沉默子通过结合特定抑制蛋白发挥作用，并与一种名为H3K9me3的表观遗传标记密切相关。有趣的是，同一DNA片段能根据细胞环境在“增强子”和“沉默子”之间转换，这种转换可能与细胞内蛋白浓度变化有关。

更为重要的是，研究团队发现，从基因组中敲除特定沉默子后能显著提升成纤维细胞转化为干细胞的重编程效率。这一发现为在不引入外源基因序列的前提下，通过敲除内源序列实现基因表达的精准调控提供了新方向。

“这种方法对于基因编辑生物育种的发展具有重要推动作用。”

该研究得到了生物育种国家科技重大专项、国家重点研发计划“十四五”重点专项、国家自然科学基金、深圳市科技创新计划等项目的支持。

展望未来，这项研究不仅为基因组学研究提供了新的工具和方法，也为基因编辑技术的应用开辟了新的路径。随着研究的深入，科学家们期待能够在其他物种中复制这一成功，并将其应用于更广泛的生物技术领域。

（工人日报客户端记者黄哲雯）