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首次!我国科研团队合作构建灵长类迄今最高分辨率的大脑3D基因组图谱

olivia chan

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截止今年1月26日,全球新冠病毒确诊病例已经超过一亿例。在经历了丹麦发生的水貂感染新冠病毒时间后,1月11日,美国农业部国家兽医服务实验室确认了三只大猩猩的新冠病毒阳性检测结果,属全球首例灵长类动物感染新冠病毒的案例。面对病毒,与我们基因接近的灵长类也同样脆弱。针对灵长类动物的研究能让我们更好地防御未来风险。

2021年1月27日,中国科学院昆明动物研究所宿兵研究员、北京大学生命科学院李程研究员与中国科学院数学与系统科学研究院张世华研究员的研究团队合作在Cell杂志在线发表题为“3D Genome of macaque fetal brain reveals evolutionary innovations during primate corticogenesis”的文章。该研究构建了灵长类迄今最高分辨率的大脑三维(3D)基因组图谱,通过跨物种多组学分析和实验验证,揭示了三维基因组参与人类大脑发育的进化机制。

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图源3D Genome of macaque fetal brain reveals evolutionary innovations during primate corticogenesis

研究团队生成了多组学图谱,并构建了猕猴在皮质发生过程中3D基因组结构的高分辨率图谱。通过比较人类、猕猴和小鼠大脑的3D基因组,研究人员发现了许多人类特异性的染色质结构变化,包括499个拓扑关联域(TADs)和1266个染色质环。值得注意的是,许多人类特异性的序列变化位于人类特异性的TAD边界和环形锚,这可能在人类中产生新的转录因子结合位点和染色质结构。总的来说,所提出的数据凸显了比较三维基因组分析在剖析大脑发育和进化的调控机制方面的价值。

这一研究成果首次产生了非人灵长类动物的高精度三维基因组学图谱资源,并利用大脑三维基因组的跨物种多组学分析,发现了人类特异的染色质结构和脑发育调控元件,为阐明人类大脑发育的进化机制提供了新思路和证据。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.01.001


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