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基于G-四联体(G-quadruplexes,G4)在哺乳动物启动子区富集的预测,法国学者Jean-Christophe Andrau 等探究G4是否可直接作为启动子功能元件(2025年7月22日在线发表,doi:10.1038/s41588-025-02263-6)
摘要: 真核生物启动子(promoter)概念提出已逾60年,最初被定义为结构基因表达所需的核酸序列。当前共识将核心启动子定义为“基因转录起始位点(TSS)侧翼的连续DNA序列,可维持基础转录水平”。但这一定义未充分考虑到:真核细胞中大部分基因启动子无论是否激活状态均呈现染色质开放特性(转录必需但非充分条件)。基于G-四联体(G-quadruplexes,G4)在哺乳动物启动子区富集的预测,法国学者Jean-Christophe Andrau 等探究G4是否可直接作为启动子功能元件(2025年7月22日在线发表,doi:
10.1038/s41588-025-02263-6)。通过一系列的高通量组学测序(G4access、ChIP-seq、G4-seq、ssDNA-seq),作者发现G4存在于近半数哺乳动物启动子,精确定位于TSS上游约60 bp处(核小体缺失最深区域),位于双向启动子正义/反义转录信号的中点。作者进一步证明了G4作为“结构性开关”参与调控基因的转录动态:G4精确定位于核小体缺失最深区域(NDR),与最大启动子活性直接关联; 在活跃/沉默启动子中均独立驱动核小体排斥; 维持启动子可及性,促进Pol II暂停释放,突变G4导致转录效率下降23%~80%。该研究突破了传统启动子定义,揭示DNA二级结构(非序列)作为核心功能模块,即G4被确立为哺乳动物启动子的新型功能元件,通过其独特的空间结构主动排斥核小体,维持染色质开放状态,为靶向G4的基因治疗提供新靶点。推荐人:方晓雨,鲍坚强