整合表观基因组特征揭示染色质状态组织的原理

组蛋白修饰与染色质相关蛋白的协同活动共同建立了调控基因组功能和细胞身份的染色质状态。然而，区分不同细胞类型间染色质状态的组织原则仍未被完全理解。在此，我们整合了1 kb分辨率下CTCF、H3K27ac、H3K9ac、H3K27me3和H3K9me3的全基因组图谱，以构建人类细胞中染色质组织的统一表征。无监督嵌入解析出五种主要染色质状态，分别对应于组成型异染色质、CTCF相关的结构性染色质、转录活性染色质、混合抑制性染色质以及Polycomb相关染色质。 对HCT116和K562细胞的比较分析表明，细胞类型特异性的表观基因组差异主要通过Polycomb相关染色质的重塑而产生，而其余染色质状态则表现出总体相似的表观基因组特征以及相对有限的重塑。与这一观察结果一致，主成分分析确定H3K27me3是全基因组范围内表观基因组分化的主要贡献因素，而CTCF则是次要贡献因素。与Hi-C数据的整合进一步表明，CTCF相关染色质在染色质环锚点及其他局部结构特征处显著富集，从而将染色质状态组织与基因组三维结构联系起来。总体而言，我们的研究识别出组织人类表观基因组的不同染色质状态类别，并揭示了Polycomb相关染色质是决定细胞类型特异性表观基因组差异的关键因素。

yu.liu{at}fccc.edu

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摘要 组蛋白修饰与染色质相关蛋白的协调活动建立了调控基因组功能和细胞身份的染色质状态。然而，区分不同细胞类型间染色质状态的组织原则仍未被完全理解。在持有人为作者/资助方，其已授权 bioRxiv 永久展示该预印本。 本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议 发布。

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发布于 2026 年 7 月 23 日。 下载 PDF 电子邮件

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Joseph Martini， Ryan A Williams， Rebecca G Smith， Yan Zhou， Yu Liu

bioRxiv 2026.07.23.740373； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.23.740373

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Joseph Martini， Ryan A Williams， Rebecca G Smith， Yan Zhou， Yu Liu

bioRxiv 2026.07.23.740373； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.23.740373

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.23.740373v1?rss=1

🏷️ 表观基因组 染色质状态 组蛋白修饰 Polycomb CTCF 三维基因组