近日，中國科學技術大學生命科學與醫學部教授瞿昆課題組和合肥微尺度物質科學國家研究中心王志凱團隊合作，在細胞有絲分裂轉錄調控方面取得重要成果。相關研究成果以Dynamics and regulation of mitotic chromatin accessibility bookmarking at single-cell resolution為題，發表在Science Advances上。
　　細胞在進入有絲分裂時通常伴隨染色質的逐漸固縮和基因轉錄的顯著減少，而當細胞退出有絲分裂時子細胞的染色質狀態和基因轉錄又逐漸被重新激活。在整個過程中，細胞的染色質狀態如何動態變化、存在什么樣的關鍵轉錄調控，探究這些問題對于剖析有絲分裂期“轉錄記憶”的傳遞具有重要意義。
　　該團隊繪制了有絲分裂不同時期的6,538個L02胎肝細胞的高質量染色質可及性圖譜，并通過假時間軌跡、多組學整合、原位成像、轉錄因子擾動等干濕結合的分析策略系統探索了有絲分裂期染色質狀態和轉錄調控的動態變化。
　　該研究通過假時間軌跡分析構建了有絲分裂時間軸，發現了染色質可及性在細胞進入有絲分裂期后持續降低并在中期之后開始增加?；谑状蚊枥L的有絲分裂期染色質狀態動態變化圖譜，研究發現7%的染色質區域在該過程中始終保持活躍狀態，并將其定義為書簽區域（bookmarked regions）。進一步分析發現，書簽區域是多種細胞類型共有的表觀遺傳特征，主要位于基因啟動子區域，且染色質狀態的活躍程度與基因激活速率顯著正相關，這決定管家基因在有絲分裂后的首先被激活。接下來，該研究發現靶向書簽區域的轉錄因子比細胞類型特異性轉錄因子更早地結合染色質，這種轉錄因子與染色質的動態相互作用決定基因重激活的動態過程?；诖?，研究揭示了核轉錄因子NF-YA是書簽區域中最富集且最先結合染色質的關鍵轉錄因子，并通過干擾實驗證明了NF-YA對于細胞退出有絲分裂后染色質狀態和基因轉錄重新激活的決定性作用。
　　該研究揭示了有絲分裂期細胞染色質可及性先減少后增加的動態變化以及作為“轉錄記憶”載體始終活躍的染色質可及區域，發現了大規模轉錄因子與染色質的動態相互作用過程，鑒定了新的調控基因重激活的轉錄因子NF-YA，從而構建整個有絲分裂期轉錄調控網絡的動態演變過程。
　　研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金等的支持。
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　　圖1.研究方案示意圖
　　圖2.研究發現總結模型