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猪白色与米色脂肪细胞的三维基因组结构解析

文献类型： 中文期刊

作者： 蒋一帆;李昊星;张治华;王彦芳

作者机构：

关键词： 猪;米色脂肪;Hi-C;三维基因组;增强子

期刊名称：畜牧兽医学报

ISSN： 0366-6964

年卷期： 2025 年

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2024版）

摘要： 旨在从三维基因组层面探究猪白色与米色脂肪细胞的差异，并鉴定出两种脂肪细胞的特异性启动子-增强子互作（promoter-enhancer interactions，PEIs），筛选出促进猪米色脂肪细胞分化的关键增强子。本研究分化了猪白色与米色脂肪细胞，利用高通量染色体构象捕获（high-throughput chromosome conformation capture， Hi-C）技术比对了两种脂肪细胞在染色质区室、拓扑关联结构域（TADs）以及染色质环（loops）的差异，对猪白色与米色脂肪细胞的三维基因组构象进行了详细解析；结合全基因组H3K27ac与H3K4me3的ChIP-seq数据鉴定两种脂肪细胞的PEIs，筛选促进猪米色脂肪细胞分化的潜在增强子，构建双荧光素酶载体验证增强子活性。Hi-C数据展示了两种脂肪细胞的三维基因组结构差异，有5%的基因组区域存在染色质区室状态的不同，鉴定到白色脂肪细胞特异性TADs 1 923个，特异性loops 12 920个；米色脂肪细胞特异性TADs 2 010个，特异性loops 9 526个。ChIP-seq结果显示鉴定到白脂特异性PEIs 795个，米脂特异性PEIs 737个。结合转录组数据，筛选出在米脂中特异性高表达且存在特异性PEIs基因的增强子作为促进米色脂肪分化的关键增强子。进一步，构建了TMEM100基因525 bp与AMCF-II基因200 bp潜在增强子片段的双荧光素酶报告质粒，荧光素酶活性检测结果显示，两个基因的潜在增强子片段对报告质粒荧光活性有显著上调作用（P<0.05）。本研究构建了猪白色与米色脂肪细胞的三维基因组图谱，揭示了两种脂肪细胞间的染色质空间结构差异，初步验证了TMEM100与AMCF-II基因的增强子活性，提示TMEM100与AMCF-II基因的增强子可能通过PEIs调控进而促进猪米色脂肪细胞分化。

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