12月4日，中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所）代海強(qiáng)研究員受邀在國際學(xué)術(shù)期刊Molecular Cell發(fā)表了題為：“Hi-Coatis: Capturing the 3D Interplay between Transcription and Chromatin Architecture”的科學(xué)評(píng)述（Preview），對2025年11月18日發(fā)表于該刊的研究論文“High-throughput capture of actively transcribed region-interacting sequences reveals an intricate promoter-centered regulatory network”進(jìn)行了解讀與評(píng)述。該研究報(bào)道了一種全新的無抗體、無探針的轉(zhuǎn)錄與染色質(zhì)空間互作圖譜構(gòu)建技術(shù)Hi-Coatis，為揭示基因轉(zhuǎn)錄與三維染色質(zhì)結(jié)構(gòu)間的協(xié)同調(diào)控提供了重要工具。

轉(zhuǎn)錄調(diào)控是一個(gè)高度協(xié)調(diào)的生物學(xué)過程，不僅依賴于基因組的線性序列信息，還受細(xì)胞核內(nèi)的三維染色質(zhì)結(jié)構(gòu)精細(xì)調(diào)控。然而，傳統(tǒng)方法多依賴抗體或特異性探針，靈敏度受限，難以在同一體系中同步解析轉(zhuǎn)錄活性與空間互作。遲瑋研究組及其合作團(tuán)隊(duì)開發(fā)的 Hi-Coatis技術(shù)突破了這一技術(shù)瓶頸，該方法利用活躍轉(zhuǎn)錄區(qū)的DNA-RNA雜交體（如R-loops），在溫和的0.1%甲醛交聯(lián)條件下保留原生轉(zhuǎn)錄狀態(tài)，并以雜交體內(nèi)的RNA為引物，通過Klenow DNA聚合酶將生物素標(biāo)記核苷酸整合到新生DNA。標(biāo)記后的DNA分兩條實(shí)驗(yàn)流程：一條用于構(gòu)建轉(zhuǎn)錄圖譜，另一條通過二次交聯(lián)生成三維染色質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄與染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的同步捕獲。

該研究揭示了多個(gè)對轉(zhuǎn)錄活性染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的新見解。首先，假基因與snoRNA區(qū)域的Hi-Coatis信號(hào)很微弱或缺失，而某些低穩(wěn)態(tài)表達(dá)但轉(zhuǎn)錄暫停的基因（如C2類），卻顯示出強(qiáng)烈的啟動(dòng)子信號(hào)，并與高活性基因（C1類）遠(yuǎn)程互作，提示部分啟動(dòng)子具備遠(yuǎn)端增強(qiáng)子功能。其次，重復(fù)區(qū)域與CNV區(qū)域信號(hào)顯著增強(qiáng)，其染色質(zhì)環(huán)數(shù)目高于平均水平，超過70%的此類區(qū)域可作為增強(qiáng)子或沉默子發(fā)揮調(diào)控作用。最后，在K562細(xì)胞紅系分化模型中，基因激活常伴隨啟動(dòng)子區(qū)的CTCF/RAD21結(jié)合或增強(qiáng)子互作，顯示轉(zhuǎn)錄調(diào)控依賴復(fù)雜的多因子網(wǎng)絡(luò)。

代海強(qiáng)研究員為本文的通訊作者，其研究組碩士研究生王美晨為本文的第一作者。該項(xiàng)工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、上海市市級(jí)科技重大專項(xiàng)、中國科學(xué)院國際伙伴計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、上海市自然科學(xué)基金以及本源公益基金等項(xiàng)目資助。

文章鏈接：https://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(25)00903-7

?Hi-Coatis技術(shù)可以捕捉與活躍轉(zhuǎn)錄位點(diǎn)相關(guān)的染色質(zhì)互作圖譜