读特客户端·深圳新闻网2021年9月16日讯（记者 李旖露）9月16日，记者从深圳湾实验室获悉，分子生理学研究所特聘研究员张浩岳博士近日以第一作者及通讯作者身份与合作者在《自然·通讯》（Nature Communications）上发表题为“CTCF and transcription influence chromatin structure re－configuration after mitosis”的研究文章。该研究通过快速蛋白降解以及染色质构象捕获技术探究了染色质结构蛋白“CTCF”对于有丝分裂后染色质结构重塑以及转录重启的影响。染色质结构蛋白“CTCF”是一种重要的转录抑制因子，通过多种机制调控基因表达。其最具特色的功能是通过同源二聚引起DNA成环，参与基因组拓扑结构域（TAD）边界形成，改变染色质空间结构。在细胞分裂间期（interphase），染色质并非简单线性排列。相反，其在空间中呈现出相当复杂、且被高度调控的三维结构（3D chromatin architecture）。这些三维结构与细胞的基因转录调控，生物体的生长发育以及疾病的发生发展息息相关。在时间尺度上，染色质三维结构并非一成不变。在有丝分裂期（mitosis），染色质会被压缩折叠形成染色体。与此同时，染色质的三维空间结构也会被扰乱。当细胞完成分裂，进入下一个细胞周期时，染色质又会在子细胞中进行重塑，以恢复其特征性的三维空间结构。染色质的这种特性保证了子细胞能够及时地执行正确的转录程序，从而维持细胞的组织特异性。在过去的工作中，张浩岳博士利用小鼠成红细胞为模型，探究了染色质三维结构在有丝分裂期间的动态变化过程，并绘制了染色质三维结构在有丝分裂后的动态变化图谱，但是染色质在细胞分裂后的重塑机制尚不完全明确。在这项发表在《自然·通讯》的最新研究中，张浩岳课题组及合作者首先利用小鼠成红细胞系为模型，在其上构建了基于AID的内源性CTCF快速蛋白降解系统。利用此系统，研究者成功在有丝分裂的短时间窗口内，快速地清除细胞中的CTCF因子，并探究细胞在缺失此因子的情况下，退出有丝分裂后的染色质动态三维结构重塑过程。研究者发现，当细胞缺失CTCF时，结构性染色质环（structural loops）的形成将被完全破坏。此外，结构性染色质环对于功能性染色质环同时可能具有隔绝（insulate）以及支持（support）的作用。因此CTCF缺失时，细胞中功能性染色质环的重新形成也受到了极大影响。特别是某些新形成的功能性染色质环会造成转录重启的改变。除此之外，CTCF的缺失在大尺度上也影响了染色质区室的重新形成。这项工作为染色质在有丝分裂后的三维结构重塑阐明了部分分子机制。