杂交猪单倍型分辨率三维基因组特征成功解析
杂交猪单倍型分辨率三维基因组特征成功解析
我国是世界第一养猪大国，2023年出栏生猪7.27亿头，占全球总量54.89%。生猪在国计民生、粮食安全和社会稳定中具有重要地位和作用。筛选并鉴定影响猪重要经济性状的关键基因组变异，挖掘育种靶点，创新性运用到实际育种中，能有效加速优质高产猪新品种（系）的培育进程。因此，系统鉴定猪基因组中的调控元件并分析其参与的三维基因组远程互作，探究非编码序列变异对基因转录调控的影响，对于挖掘和明确具有重要育种价值的分子靶点具有重要意义。
已有研究表明二倍体生物的同源染色体在基因转录、表观修饰、染色质可及性、染色质复制时间等方面存在差异。但目前三维基因组研究往往分析二倍体基因组的平均染色质空间构象特征，对同源染色体间的结构和调控功能差异缺乏有效解析。
近日，Genome Research杂志发表了四川农业大学动物科技学院/猪禽种业全国重点实验室主导完成的题为《杂交猪单倍型分辨率的三维基因组特征》的论文。
该研究通过构建我国地方猪种——藏猪和欧洲猪种——巴克夏的正反交F1代群体，利用原位Hi-C技术重构了骨骼肌等来自不同胚层的代表性组织的单倍型三维基因组图谱，并从染色质区室（Compartments）、拓扑结构域（TADs）、增强子与启动子互作（PEIs）等多个尺度解析了染色质空间构象在同源染色体间、组织间、正反交间和中欧猪种间的差异。精细解析了猪基因组中同源染色体在空间分布上的一系列高维结构特征。发现同源染色体间的空间构象差异与基因组印迹现象密切相关。
同时，该研究在单倍型水平量化了基因组序列变异和组蛋白修饰（H3K4me3和H3K27ac）对远距离启动子-增强子互作的影响，并推测这种由序列或表观差异引起的互作改变可能是导致中欧亲本猪种间骨骼肌表型巨大差异的重要因素。
以上研究结果为深入解析猪染色质空间构象调控基因转录的机制提供了新见解，为下一步分子育种的开展提供了重要基础数据和理论支撑。
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杂交猪同源染色体的三维空间构象 四川农业大学供图
该研究得到国家重点研发计划“蛋白质机器与生命过程调控”重点专项和四川省“十四五”川猪重大科技专项等项目资助。
相关论文信息：http://doi.org/10.1101/gr.278101.123
