引言
Long interspersed element-1 (LINE-1或L1)占人類基因組的17%，不斷産生遺傳變異，并在某些情況下引起疾病。然而，L1的調控和功能仍然知之甚少。
2024年4月10日，清華大學劉念團隊在Molecular Cell 線上發表題為“SAFB restricts contact domain boundaries associated with L1 chimeric transcription”的研究論文，該研究發現L1可以富集RNA聚合酶II (RNA Pol II)，表達L1嵌合轉錄物，并在人類細胞中建立接觸結構域邊界。
L1的這種影響受到核基質蛋白支架附着因子B (SAFB)的限制，SAFB通過結合L1轉錄物來抑制RNA Pol II的富集，進而識别轉錄活性的L1。RNA Pol II轉錄的急性抑制消除了與L1嵌合轉錄物相關的結構域邊界，表明轉錄依賴機制。删除L1會損害結構域邊界的形成，而進化過程中L1的插入會引入特定物種的結構域邊界。該研究表明，L1可以産生RNA Pol II富集區域，改變基因組組織，SAFB調節L1和RNA Pol II活性以保持基因調控。
Long interspersed element-1 (LINE-1或L1)已伴随哺乳動物超過1.5億年(Ma)， L1占人類基因組的17%，約有50萬份拷貝。大多數L1由于突變和截斷而失去了轉座活性，但至少有100個L1仍然可以被動員，還有更多的L1可以被轉錄L1的轉錄以位點特異性的方式在不同的細胞類型和發育階段發生變化，L1的轉錄活性在哺乳動物衰老、胚胎發生、神經發生和惡性良性腫瘤發育過程中特别高。先前的研究表明，L1可以通過提供替代起始、剪接和終止位點來破壞宿主基因表達并轉錄含有L1的嵌合RNA。然而，L1在高階基因組結構和遠端基因調控中的作用仍然不清楚。真核生物基因組折疊成三維(3D)基因組結構，其特征可以通過全基因組染色體構象捕獲(Hi-C)研究揭示，包括室和結構域。區室，最初被定義為多堿基活性(A區室)和非活性(B區室)染色質區域，最近在更精細的尺度上被檢測到，是由于生物化學相似的染色質區域的自親和力而形成的。接觸域或拓撲關聯域(TADs)是Hi-C地圖上的兆基/亞兆基正方形，它們内部顯示出豐富的互相作用。接觸結構域被邊界分隔，這些邊界通常與ccctc結合因子(CTCF)結合位點和管家基因的轉錄起始位點(TSSs)共定位。然而，轉錄在邊界形成中的确切功能和調控尚不清楚。此外，細胞核含有許多RNA和RNA結合蛋白，它們與染色質互相作用。先前的研究表明，這些RNA及其結合蛋白有助于凝析物的形成、核區隔化和基因組結構。然而，它們在三維基因組組織中的複雜作用仍未完全了解。
模式圖（Credit: Molecular Cell ）
該研究發現L1可以富集RNA聚合酶II (RNA Pol II)，轉錄L1嵌合RNA，并建立接觸結構域邊界。這一過程受到核基質蛋白支架附着因子B (SAFB)的限制，SAFB識别L1 RNA，在L1聚集，并減少RNA Pol II的富集。此外，持續的L1插入到基因組中進化引入了新的結構域邊界，而L1相關結構域邊界的強度在不同的細胞類型和發育狀态下是不同的，這與L1處RNA Pol II的富集水準有關。總的來說，該研究結果證明了L1插入在建立區域邊界中的作用，而SAFB積極地抵消了這一過程，以保持染色質結構和基因調控。
原文連結https://doi.org/10.1016/j.molcel.2024.03.021
責編|探索君
排版|探索君
文章來源|“iNature”
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