绝缘元件是活体果蝇胚胎中增强子与启动子协同作用的动态可调控调节因子

基因组的三维组织使增强子和启动子能够跨越极大的距离相互作用并调控转录。然而，绝缘子等基因组架构元件究竟是作为刚性、被动的屏障，还是作为这种通信的动态、主动组织者，仍不清楚。在本研究中，我们利用单细胞活细胞成像技术，对一种果蝇转基因系统进行研究；在该系统中，单个增强子调控两个等距的启动子。我们证实，增强子能够同时与两个启动子相互作用，并显示出协调性爆发在本质上比非协调性活动具有更高的转录产出。在该系统两侧设置绝缘子可提高协调性爆发的频率和转录产出，表明绝缘子介导的环化能够促进增强子与多个启动子之间的相互作用。此外，双向配对的同型绝缘子比单向配对的绝缘子产生更强的协调作用。通过插入一个中间绝缘子以形成相互竞争的环构象，并结合双状态启动子建模，我们表明这些染色质环具有高度动态性。本研究重新界定了绝缘子的作用：它们是能够调节增强子—启动子通信频率、协调性和产出的主动且可调控的调节因子。

基因组的三维组织使增强子与启动子能够跨越遥远距离发生相互作用并调控转录。然而，绝缘子等基因组架构元件究竟是作为刚性、被动的屏障，还是作为这种通信的动态、主动组织者，仍不清楚。在本研究中，我们利用单细胞活细胞成像技术，对一种果蝇转基因系统进行研究；在该系统中，单个增强子调控两个距离相等的启动子。我们证实，该增强子能够同时与两个启动子发生相互作用，并表明，协调性的转录爆发在内在产出效率上高于非协调性活动。将该系统两侧用绝缘子夹定后，协调性转录爆发的频率和转录产出均有所增加，说明由绝缘子介导的环化促进了增强子与多个启动子之间的相互作用。此外，双向配对的同型绝缘子所产生的协调作用强于单向配对的绝缘子。通过插入一个中间绝缘子以形成相互竞争的环化构型，并结合双状态启动子建模，我们表明，这些染色质环具有高度动态性。本研究重新界定了绝缘子的功能：它们并非被动屏障，而是能够主动且可调控地塑造增强子—启动子通信的频率、协调性和产出效率。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.09.750400v1?rss=1

🏷️ 增强子—启动子相互作用 基因组三维组织 绝缘子 染色质环 转录调控 果蝇胚胎