除了在基因簇的染色质成环中起外作用，也可能通过聚化介导基因簇形成正确的维结构与蛋白复合体作用相反的是蛋白复合体，它能够消除蛋白的作用，对于基因的活跃状态起维持作用蛋白包括染色质重塑复合物等，能够改变组蛋白修饰和核小体占位状态，介导染色质环化打开染色质基因与基因簇形成的染色质空间结构如前面部分所述，基因簇之间很容易相互作用，形成特定的染色质空间结构原钙粘蛋白，在神经系统发育中起重要作用，它有个关系密切的基因簇鼠中的研究发现，基因簇中，与启动子和增强子的结合引起增强子和启动子的环化珠蛋白基因簇包括种，ε，作用有关，这意味着聚合酶与染色质环的形成有关更有研究表明，聚合酶可以占据活化的增强子和超级增强子位点，介导增强子与目的基因启动子成环，激活靶基因的表达，各种特异性的转录因子方面与调控序列结合如增强子，方面与相互作用，从而形成特定的染色质维结构，与细胞命运决定密切相关例如先锋转录因子可以打开紧密的异染色质结构转录因子是细胞内普遍存在的结构蛋白，可与结合，维持染色体的维结构果蝇中等结构蛋白与结合位点绑定，可募集辅助结构蛋白对细胞内的结合位点进行敲除后发现，染色质环的数目减少，大小未发生改变，染色体相互作用发生改变而另种转录因子的结合位点与的位点有所重合，说明也可能与染色质环的形成有关转录因子可与自身形成聚体，与增强子和启动子结合，以类似的方式帮助染色质形成环，影响染色质的相互作用雌激素受体在靶基因周围形成聚体或与和等其他因子相互作用，形成染色质环结构绝缘子元件及其结合蛋白聚集在核中形成绝缘体绝缘体将绝缘子元件募集起来形成染色质环，介导染色质之间的相互作用，如果蝇的双胸复合体所包含的个基因，受到多个顺式调控元件和反式作用因子的精确调控其中绝缘子与绝缘体蛋白相互作用形成绝缘体发挥作用将绝缘子元件聚集成绝缘体可以是组织染色质的手段转录因子行使功能时，用下，染色体异染色质化，从而失活而甲基化进步维持了这种失活状态甲基化还与基因组的稳定性密切相关研究表明，低甲基化可引起杂合性丢失发生的频率上升，易发生染色体易位，增加染色体的不稳定性通常情况下，基因组中的重复序列处于高甲基化状态而在些状态下，比如癌症发生时，部分重复序列元件甲基化程度会降低，从而导致染色质重组的发生频率上升，进步导致染色质区域的去浓缩化甲基化与胚胎发育细胞分化细胞命运决定等密切相关，研究也发现不同的细胞其甲基化模式具有细胞特异性而这些不同甲基化模式与维基因组结构的具体关系也引起研究人员的兴趣随着单细胞测序技术的不断进步，研究人员开发出了在单细胞水平同时测定全基因组甲基化水平和染色质维结构的方法，这使得甲基化与维基因组结构关系的研究更加精细化这些方法结合了和全基因组亚硫酸盐测序，在单细胞水平上研究甲基化的状态与染色质状态之间的相关性其中任兵课题组开发的技术为，他们在小鼠胚胎干细胞中应用此技术发现，甲基化水平在染色质环两端和内都具有高度相关性，使用产生的甲基化数据可以明显把两种培养条件下的聚成类，提示的异质性而课题组开发的方法为探讨染色体三维结构的影响因子遗传学论文基因的不同的重复序列会造成不同的表型而非编码序列的另种产物，也可招募转录因子或与靶基因作用，形成染色质环结构或特定的亚核结构，调控转录的起始以及染色体失活沉默的染色体转录产生的，可导致染色体维结构的重排，从而定位到基因沉默区的核纤层非编码序列可改变染色体的维结构，影响增强子在核内的定位，调控免疫反应，小鼠体内的缺失会导致淋巴瘤等多种疾病反义可募集染色质修饰蛋白，通过组蛋白修饰或甲基化等导致染色质结构的变化在与染色质分离的过程中，也可能伴随着局部核组织和细胞状态的变化此外增强子的转录产物，能够促进增强子和启动子成环，调控基因表达染色质区室中基因密度高于染色质区室，两者的结构也存在较大差异相比结构紧密的区室，区室的结构较为松散，更有利于基因的转录共价修饰甲基化和羟甲基化是两种最常见的共价修饰形式大量研究表明，甲基化与基因表达调控异染色质的形成基因组稳定性密切相关，是胚胎发育细胞分化以及疾病发生过程中最为重要的表观调控因素之，传统的理论认为，甲基化的主要功能是抑制基因的表达启动子或增强子区域的甲基化可能会导致甲基识别蛋白招募特异性重塑因子，产生闭合的染色质结构，阻止转录机器的接近结合位点的甲基化会抑制蛋白始位点的上游，聚合酶与启动子结合，调控基因在时空上的表达与启动子不同，增强子是段可加强基因转录的序列，且调控作用可发生在距离靶基因数千碱基乃至以上的位臵，甚至是不同的染色体之间，超级增强子是许多增强子形成的具有强突出作用的增强子簇，在阶段性发育中起调控作用超级增强子会影响染色体的核组织状态，局部浓缩调控蛋白哺乳动物的基因组中启动子约有个增强子约有个，而编码基因数目远远小于这些调控序列因此，单个基因的表达，受到多个顺式调控元件和反式作用因子的共同调控，这种情况非常普遍人类基因组中存在大量的增强子和启动子的相互作用，例如远端增强子和近端启动子形成染色质环结构，使得增强子向启动子区靠拢，者接触激活基因的转录，同时近端和远端基因也可通过启动子和启动子之间的相互作用协同表达沉默子是基因表达的负调控元件，能够对基因的表达起阻遏作用在酿酒酵母中，沉默子可以促进异染色质的组装，将异染色质隔绝在特定的区域，限制其扩散能力，同时沉默子还可以促进染色质成环等其他构象，增进染色质的组装过程，如果没有沉默子存在，异染色质结构的稳定性会受到影响绝缘子能够隔绝无关增强子和沉默子，保证转录过程中信息传递的精准调控越来越多的证据表明，绝缘子在染色体结构域中起积极作用，能够维持和保护染色体结构域边界绝缘子位点间的相互作用也可以改变染色质维构象两个他发生相互作用每个会被进步分隔成两种不同的染色体区室以常染色质为主的活跃区室染色质常为开放，基因表达处于激活状态等和以异染色质为主的非活跃区室染色质常为关闭，基因表达处于抑制状态等需要指出的是，区室与区室之间并非成不变，在定条件下，些区室可以相互转化而形成动态平衡当使用等技术将区室内的染色质分辨率进步提高到时，高度自我相关的染色质区域形成图，这些结构域具有内增强子与靶基因相互作用强，间相互作用弱的特点进步细分来研究间的动态变化时发现，启动子与增强子往往可以在相关辅助因子的作用下形成染色质环，该环与基因表达密切相关，是基因调控最精细的结构和功能基本单元通过以上各层次的基因组维结构折叠，原来距离较远的线性序列在染色体维构象上可能变得相距很近，从而进行远距离调控染色质维结构对复制基因的表达调控细胞分化及发育等过程具有重要意义在从配子到合子直至发育成生命个体的过程中，染色体的维结构处于动态变化的过程，众多因素参与调控处于不同分化阶段的细胞，其染色体也都具有独特的维构象多种疾病的基因组在维构象上也存在异常维基因组学是当前基因组学相关研究的个热点，人们在维基因组结构与基因表达调控关系以及维结构测定等方面，取得了系列的成果近年来，已有系列综述分别总结维基因组的基本组织原则维基因组结构与基因调控，细胞命运决定发育和细摘要染色体的维结构与基因表达的精准调控密切相关，染色体空间结构的改变也常会影响细胞中多种生物学活动的有序进行近年来，染色质空间构象捕获技术和测序技术的发展，使得维基因组学的研究取得系列进展科学家们发现，染色质逐级折叠压缩，具有严密的层级结构，而影响染色质维结构的因素则涉及序列和蛋白复合体等多个方面本文综述了影响维基因组结构的主要因素，包括维基因组层面上的序列及其共价修饰与基因结构以及顺式调控元件相互作用的蛋白复合体核小体排布与组蛋白修饰以及在有丝分裂和染色体多倍化等过程中特有的维结构变化等多个方面通过总结这些因素如何影响染色体的维结构以及相关的研究现状，揭示了染色体维结构研究的重要作用本文还简要总结了维基因组学研究所面临的主要问题，并据此展望该领域将来的主要研究方向和可能的应用前景关键词维基因组学维结构基因转录调控有丝分裂染色质空间结构表观修饰遗传学生命体是个高度复杂而又受到精确调控的系统，而调控这些生命活动的最重要的载体就是细胞内的遗传物质，并非线性排列，而是经过逐级折叠成为高度压缩的染色体结构，并存储在细胞核中以人为例，个体细胞的基因组展开后的线性长度约，而绝大多数细胞的细胞核直径不足生物学家直好奇是如何逐级折叠压缩的在这个高度压缩并且动态变化的狭小空间中，所承载的遗传信息如何有效传递给并指导蛋白质翻译的在各种细胞核内是酶结构蛋白组蛋白修饰及组蛋白变体都扮演着重要角色尽管取得了系列成果，仍有许多问题亟待解决，主要的问题和研究方向包括以下个方面在维基因组中的作用目前维基因组学的研究主要集中在和蛋白质和蛋白质和蛋白质之间相互作用，而对于另外个生物大分子相关的研究相对较少最近，的开发，让研究人员可以在全基因组范围内研究与染色质的相互作用另外，已经有不同的方法可以同时测定与蛋白质与蛋白质的相互作用期待有新的方法可以同时测定，与蛋白者之间的相互结合基因组时间维度科学家们早就意识到基因组的结构不仅仅是空间位臵，还包含了时间因素，基因组在细胞内的空间结构和时间变化共同保证了细胞生长发育的有序进行年，国际合作项目维细胞核组学计划启动，就是要探讨这个问题随着技术进步以及测序成本的下降，得到细胞生长分化时系列不同时间的维基因组结构的动态变化成为可能单细胞层面单细胞测序技术的发展也让人们把目光转向了染色体维基因组的异质性结构在单细胞水平被进步证实此外，在单细胞层