Science：首次证实DNA三维结构改变来自X染色体沉默

　　

生物通报道：在X失活过程中发生了DNA结构改变，但科学家们不知道是这些改变引起了X染色体沉默，还是它们仅仅是X染色体沉默的结果。来自加州理工学院等处的研究人员第一次证实了细胞核中DNA三维结构的改变是X染色体沉默，也就是说Xist导致了染色体沉默。

这一研究成果公布在Science杂志上。

Xist属于一类称作为长链非编码RNA（lncRNA）的RNA分子。常规的RNA分子：信使RNA充当了生成蛋白质的模板，诸如Xist一类的lncRNAs则可直接结合DNA开启和关闭基因。在过去的十年里，已发现了成千上万的lncRNAs。

之前的研究表明Xist结合了沉默X染色体（而非活化X染色体）的DNA链，DNA三维结构以及在细胞中的位置发生改变与X染色体沉默有关联。但却不清楚Xist是否在这一结构DNA改变中起作用及其作用机制。

在这篇文章中，研究人员发现了Xist协调染色体沉默的分子机制：Xist通过直接与lamin B受体互作，招募X染色体到核膜处，通过这一过程导致了细胞核中的DNA三维结构发生改变。这一过程使得Xist能够遍及整条X染色体实现整条染色体沉默——这一在胚胎发育过程中至关重要的作用。

Xist RNA是能引发X染色体沉默的长片段ncRNA，尽管Xist对XCI是必要的，但其对胚胎植入前的印记XCI的精确作用尚存争议。近期安诺优达与法国居里所的研究人员对其进行完整探索发现：X染色体失活完全由Xist唯一决定，其剂量补偿失败对植入后胚胎有致命性影响。

研究者用scRNA-seq绘制了Xp和Xm染色体的动态表达图谱。材料来自两个品系正反交的小鼠F1代胚胎——从2细胞到囊胚期，其中24,499个参考的小鼠基因，其中15,581个基因至少在一个发育阶段被检测到表达，包含580个X染色体基因，最终确认了125个高表达基因。

这项研究证实启动印记的X染色体失活完全需要Xist的调控，其剂量补偿失败对植入后胚胎有致命性影响，揭示了早期胚胎发育中基因组和表观的变化是以X染色体的转录沉默为基础。

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原文标题：

Xist recruits the X chromosome to the nuclear lamina to enable chromosome-wide silencing