近日，中國農業科學院農業基因組研究所豬基因組設計育種創新團隊構建了小鼠全基因組沉默子圖譜，闡明了其基本特征，并發現了影響細胞重編程效率的重要沉默子。相關研究成果發表在《先進科學（Advanced Science）》上。
轉錄調控在生物體發育和細胞分化中至關重要，而沉默子作為關鍵的順式調控元件，通過結合抑制性轉錄因子負向調控基因表達，是基因表達“精密調控”的核心元件之一。然而，由于缺乏明確的表觀遺傳標記和高效的全基因組篩選技術，沉默子的系統性研究長期滯后于增強子等其他調控元件。
該研究首次繪制了小鼠基因組中抑制基因表達的“關閉開關”——沉默子的全基因組圖譜。研究人員在小鼠兩種關鍵細胞中發現了約9萬~11.5萬個沉默子，這些調控元件遍布基因組，主要控制低活性基因，且具有細胞類型特異性。研究發現，沉默子通過結合特定抑制蛋白發揮作用，并與一種名為H3K9me3的表觀遺傳標記密切相關。有趣的是，同一DNA片段能根據細胞環境在“增強子”和“沉默子”之間轉換，這種轉換可能與細胞內蛋白濃度變化有關。更重要的發現是，從基因組中敲除特定沉默子后能提升成纖維細胞轉化為干細胞的重編程效率。該研究為在不引入外源基因序列的前提下，通過敲除內源序列實現基因表達的精準調控提供了新方向，對基因編輯生物育種發展具有重要推動作用。
該研究得到生物育種國家科技重大專項、國家重點研發計劃"十四五"重點專項、國家自然科學基金、深圳市科技創新計劃等項目的支持。（通訊員 馬昕怡）
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202408839
