【摘 要】
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三维基因组染色质架构蛋白CTCF（CCCTC-binding factor）能够介导增强子与基因启动子的远距离染色质相互作用,也可以结合调控区域的绝缘子发挥增强子绝缘功能,对发育中的基因表达调控具有重要作用。同源框基因家族（Homeobox gene family,Hox）编码一类控制动物发育的关键转录因子,在发育中主要沿胚胎首尾轴（head-to-tail axis）呈时空线性表达。在哺乳动物中
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三维基因组染色质架构蛋白CTCF（CCCTC-binding factor）能够介导增强子与基因启动子的远距离染色质相互作用,也可以结合调控区域的绝缘子发挥增强子绝缘功能,对发育中的基因表达调控具有重要作用。同源框基因家族（Homeobox gene family,Hox）编码一类控制动物发育的关键转录因子,在发育中主要沿胚胎首尾轴（head-to-tail axis）呈时空线性表达。在哺乳动物中,Hox基因分为Hox A、Hox B、Hox C和Hox D四个基因簇,在中枢神经系统、骨骼和四肢发育中发挥重要功能。Hox D基因簇主要调控四肢发育,受位于其两侧调控域内的增强子调节,沿肢体近远轴（proximal-distal axis）呈时空线性表达。在人类基因组中,HOXD基因簇及其两侧的调控区域分布有串联排列的CTCF结合位点（简称CTCF位点）,参与9个HOXD基因的表达调控。本研究以HOXD基因簇为模式基因,探究CTCF对发育基因（developmental genes）转录调控的影响。利用CRISPR DNA片段编辑技术在人HEK293T细胞中获得一系列的串联反向CTCF位点删除的单细胞克隆株。RNA-seq实验揭示CTCF位点删除后HOXD基因表达下降。定量高分辨率染色体构象捕获实验显示,HOXD与上游增强子簇的远距离染色质相互作用增强,与下游增强子簇的远距离染色质相互作用减弱。综上所述,串联反向的CTCF位点通过其绝缘子功能维持上下游增强子簇对HOXD基因簇表达调控的平衡,为探究动物发育过程中Hox基因表达的精准调控机制提供参考。
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