最近，英国Babraham研究所的研究人员，发现了一种强大的基因相互作用网络，可使基因在早期发育阶段保持沉默。在形成一种三维结构的基因组中，也有短距离和长距离的相互作用。这一研究结果，发表在八月三十一日的《Nature Genetics》，展示了关键的决策基因(指定胚胎随后发育的蓝图)，如何聚集在胚胎干细胞的核心，并保持在一个沉默的状态。

　　Nature：解开基因沉默的十年谜团

　　形成一个胚胎的不同类型细胞，来源于胚胎干细胞(ESCs)。这些细胞是自我更新的，并保持在一个未分化的状态，从而意味着，它们有可能成为身体中任何类型的细胞。为了变成一种特殊的细胞类型，胚胎干细胞沿着一个发育通路发展，失去其干细胞特性，并获得了新的特性。在基因组水平上，假设一个专门的细胞身份反映了适当发育基因的开启。相反，保持干细胞的身份，就需要发育基因的抑制。

　　利用Babraham研究所开发的一项新技术(启动子捕获Hi-C)，研究人员在胚胎干细胞中发现了一个异常强大的发育基因3D网络。这些基因编码的蛋白质，可建立胚胎的身体计划，并指导器官发育。作为一个ESC，你不想这些指令在这个阶段被读取，所以为了避免这种情况，基因都聚集在一起并保持沉默。研究表明，这种抑制的关键是一个蛋白复合物，称为多梳抑制复合物(PRC1)，ESC基因组结构的一个主调节器。因此，这项研究建立了一种机制，通过特定基因和PRC1之间的物理相互作用而发挥作用，从而有效地使基因保持在沉默的状态。这可以防止它们在ESCs的表达，并保证未分化状态的维持。

　　研究人员指出，基因从这个网络的选择性释放，可导致它们的表达，从而控制早期发育决策，启动干细胞沿路成为一种定义的细胞类型。最后，多梳复合物的下调，已被证明是多种癌症和发育障碍的原因，从而强调了理解“在发育和疾病中Polycomb介导的基因抑制”的重要性。

　　本文第一作者、该研究所细胞核动力研究项目组组长Sarah Elderkin博士说：“分析小鼠胚胎干细胞基因组中22,225个启动子的全基因组连接，可使我们识别一组启动子(近100个)，它们组成了在整个基因组中所看到的最强大的互动网络。这是令人兴奋的，因为这组基因的成员编码早期发育的调控因子，它们指定胚胎干细胞将成为什么。本研究揭示了一种机制，发育基因的不适当表达是如何被阻止的，也表明，为了正常的胚胎发育进行，基因是如何摆脱这种沉默的。”