Cell：多种神经疾病存在相同的三维基因组折叠模式

在包括肌萎缩性脊髓侧索硬化症（Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS, 即俗称的“渐冻症”）、亨廷顿舞蹈病（Huntington's Disease）和脆性X综合征（Fragile X Syndrome, 也译作脆性X染色体综合征）在内的大约30种神经疾病中，相关的突变基因存在被称为短串联重复序列（short tandem repeat, STR）的重复性碱基序列片段。

健康的人具有正常长度的分布在他们的DNA中的STR。然而，对患有具有三核苷酸重复序列（trinucleotide repeat, TNR）扩增疾病的人来说，这些突变基因中的STR是不稳定的：这些重复序列的数量扩大到与疾病的病理学特征相关的超长长度。

图片来自Cell, doi:10.1016/j.cell.2018.08.005

在一项新的研究中，来自美国宾夕法尼亚大学的研究人员发现了另一种共同的将几乎所有的TNR扩增疾病关联在一起的线索：为了装载到细胞的细胞核中，DNA经折叠后形成的复杂三维模式。他们发现几乎所有已知在疾病中不稳定的STR都位于将相邻的折叠结构域分隔开来的边界。

相关研究结果，发表在2018年9月20日的Cell期刊上，论文标题为“Disease-Associated Short Tandem Repeats Co-localize with Chromatin Domain Boundaries”。论文通信作者为宾夕法尼亚大学生物工程系助理教授Jennifer E. Phillips-Cremins。论文第一作者为Phillips-Cremins实验室的James Sun和Linda Zhou。

这些研究人员还在脆性X综合征患者和健康个体中构建出FMR1基因周围的高分辨率基因组折叠图谱。他们发现三维基因组在疾病中发生错误折叠；在所有脆性X综合征患者中，FMR1基因周围的边界被破坏，而且这些患者也发生着病理性STR扩增和FMR1沉默。

这些发现在这些致命性和让人衰弱性的疾病中建立了三维基因组错误折叠、STR不稳定性和病理性基因破坏之间存在的较强关联性，并提出了新的研究问题，解答这些新的研究问题将可能改善诊断或治疗。

参考资料：

James H. Sun, Linda Zhou, Daniel J. Emerson et al. Disease-Associated Short Tandem Repeats Co-localize with Chromatin Domain Boundaries. Cell, 20 Sep 2018, 175(1):224-238, doi:10.1016/j.cell.2018.08.005.