CNV检测 | 大脑发育相关CNV影响染色质互作

 

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大片段拷贝数变异(CNV)在人类基因组中很常见,并且有很多大片段CNV与大脑发育和神经精神障碍密切相关,如精神分裂症和自闭症谱系障碍(ASD)。这些大片段CNV被广泛认为是研究这些常见疾病的重要切入点。

目前,已有一系列关于神经精神障碍相关的大片段CNV的研究,这些大片段CNV每个都包含多个基因,但是它们在基因活性和调控等多个分子水平上的影响,以及从分子水平到临床表型的联系都很复杂,并且目前知之甚少。例如,22q11缺失综合征(22q11DS)是一种绝大多数病例中由22q11.2染色体上的大片段杂合缺失引起的疾病,缺失区域跨越约60个已知基因,长度约300万碱基对。而事实上每3000-6000个活产儿中就有1个发生这种情况。22q11DS的常见表型包括大量先天畸形,如面部结构、免疫系统和心血管系统。

这些神经精神障碍大片段CNV在分子水平上的研究主要是集中在CNV区域内单个基因或一小部分基因的影响。确实通过这种方法获得了许多非常有意义的研究成果,但是这些关于单个基因的发现并不能解释大片段CNV的全部作用。已经有许多转录组范围内的研究表明,大片段CNV可能会导致某些基因转录网络效应,而大片段CNV通过什么样的机制介导这种转录网络效应是需要研究的问题。此外,越来越多的研究表明,染色质调控在神经精神障碍的分子病因学中可能发挥非常重要的作用。

在这篇文章中,作者以一组来自22q11DS患者的淋巴母细胞样细胞系(LCL)为研究材料,研究了染色体22q11.2和染色体1q21.1上显著的大片段缺失CNV对表观基因组的影响。作者使用Hi-C分析远距离染色体互作,也包括单倍型特异性Hi-C分析,使用ChIP-Seq分析组蛋白标记,使用RNA-Seq分析基因表达模式。结果表明,染色体22q11.2上大片段的、常见的、与疾病密切相关的CNV以几种不同的方式影响染色质标记、染色质结构域和远距离染色体互作以及基因的表达。这些发现揭示了这样的大片段基因组缺失是如何改变染色体结构、影响基因组分子活性的基本机制。

22q11.2缺失对染色体互作的影响

22q11.2缺失对基因表达和染色质标记的影响

 

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