Fiber-seq解析玉米中轉(zhuǎn)座元件的調(diào)控潛力

玉米基因組中超過 80% 由轉(zhuǎn)座元件（TEs）組成，部分 TEs 可調(diào)控基因表達（如 tb1 基因的馴化與 TE 插入相關(guān)），但短讀長測序因 TE 的重復性難以精準解析其調(diào)控潛力。

來自華盛頓大學和林斯頓大學的研究人員利用Fiber-seq技術(shù)，全面解析了玉米基因組中轉(zhuǎn)座元件（TEs）的調(diào)控潛力。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)iber-seq 能識別106,867 個可及染色質(zhì)區(qū)域（ACRs），遠超 ATAC-seq 的 51,817 個，尤其在重復區(qū)域表現(xiàn)更優(yōu)；年輕 LTR 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子具有典型 ACR 模式（成對 ACRs），隨進化年齡退化為單一 ACR，并形成植物特異性表觀特征 ——同時存在高 CpG 甲基化和染色質(zhì)可及性；TE 的 ACRs 可被協(xié)作為基因啟動子，且含 ACR 的 TE 能促進宿主基因擴增；此外，hAT TEs 的插入位點被彌漫性染色質(zhì)可及性和低 5mCpG 甲基化標記，包括 McClintock 最初發(fā)現(xiàn)的位點。該研究為理解 TE 在玉米基因調(diào)控和進化中的作用提供了新視角。此項研究成果發(fā)表在2025年5月的Nature Plants上。

 
Fiber-seq 在此項研究中的技術(shù)優(yōu)勢

1）更全面的 ACR 覆蓋：

ACR識別數(shù)量是 ATAC-seq 的2倍，且覆蓋 ATAC-seq 遺漏的低可映射性重復區(qū)域（如葉綠體 / 線粒體同源序列區(qū)域的假陽性更少）。能捕捉短 ACRs（<200 bp），這些區(qū)域在其他組織中可能表現(xiàn)為 ATAC-seq 可檢測的差異 ACRs（dACRs），體現(xiàn) “ACR 預示” 現(xiàn)象。

 
2）單分子精度：

可量化每條染色質(zhì)纖維的可及性，較單細胞 ATAC-seq 更精準（對于一組約 40,000 個共有的可及染色質(zhì)區(qū)域（ACRs） 中，>50% 染色質(zhì)纖維被 Fiber-seq 檢測，僅有不到 5% 的細胞在這些 ACR 中出現(xiàn)轉(zhuǎn)座酶 Tn5 插入）。

 
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