靶向敲除β-珠蛋白基因座控制区增强子HS2对K562细胞转录组的影响

摘要：

人类 β-地中海贫血的发病机制与 β-样珠蛋白基因异常表达息息相关.人类 β-样珠蛋白基因以5'-ε-Gγ-Aγ-δ-β-3'的顺序排列于β-珠蛋白基因座,受5'LCR(locus control region)中5个超敏位点(hypersensitive site,HS)5'HS5～5'HS1和3'HS1调控.其中5'HS2是最重要的增强子,能产生增强子RNA(enhancer RNA)并调控ε-globin、γ-globin和β-globin的表达.为了进一步探究K562细胞中增强子5'HS2的功能,本研究首先通过染色质构象捕获技术在人慢性髓原白血病K562细胞中探测到5'HS2介导的染色质相互作用集中在以包含CTCF(CCCTC-binding factor)位点的3'HS1和5'HS5为边界的拓扑结构域中,5'HS2在三维空间上与HBE1、HBG2和HBG1启动子区域相互靠近.其次运用CRISPR DNA片段编辑技术在K562细胞系中删除了增强子5'HS2.最后通过RNA-seq和CUT&Tag(cleavage under target&tagmentation)实验分析两个5'HS2删除的单克隆细胞系的转录组和染色质H3K27ac组蛋白修饰,发现91个基因表达显著下调而且其启动子区的H3K27ac修饰程度显著降低.这些基因主要聚类于氧气运输、免疫应答、细胞粘附、抗氧化和维持血栓形成等与红细胞功能相关的生物过程中,表明K562细胞系中增强子5'HS2对红细胞功能相关基因的转录产生了广泛影响.

关键词：β-珠蛋白基因座、增强子、5’HS2、三维基因组、H3K27ac

所属期刊栏目：44

分类号：Q78;R4;R733.7

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;上海市科委项目;上海市科委项目

在线出版日期：2022-10-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：783-797