畜牧兽医学报

作者：蒋一帆, 李昊星, 林育, 张治华, 王彦芳

单位：1. 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所, 北京 100193；2. 国家生物信息中心, 北京 100101；3. 中国科学院北京基因组研究所, 北京 100101；4. 中国科学院大学生命科学学院, 北京 100049

关键词：猪,米色脂肪细胞,Hi-C,三维基因组,增强子

基金：国家重点研发计划(2020YFA0509503)；国家杰出青年科学基金(32025034)；中国农业科学院科技创新工程(ASTIP-IAS05)；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(2024-YWF-ZYSQ-06)

旨在从三维基因组层面探究猪白色与米色脂肪细胞的差异，并鉴定出两种脂肪细胞的特异性启动子-增强子互作(promoter-enhancer interactions，PEIs)，筛选出促进猪米色脂肪细胞分化的关键增强子。本研究分化了猪白色与米色脂肪细胞，利用高通量染色体构象捕获(high-throughput chromosome conformation capture, Hi-C)技术比对了两种脂肪细胞在染色质区室、拓扑关联结构域(TADs)以及染色质环(loops)的差异，对猪白色与米色脂肪细胞的三维基因组构象进行详细解析；结合全基因组H3K27ac与H3K4me3的ChIP-seq数据鉴定两种脂肪细胞的PEIs，筛选促进猪米色脂肪细胞分化的潜在增强子，构建双荧光素酶载体验证增强子活性。Hi-C数据展示了两种脂肪细胞的三维基因组结构差异，有5%的基因组区域存在染色质区室状态的不同，鉴定到白色脂肪细胞特异性TADs 1 923个，特异性loops 12 920个；米色脂肪细胞特异性TADs 2 010个，特异性loops 9 526个。ChIP-seq结果显示鉴定到白脂特异性PEIs 795个，米脂特异性PEIs 737个。结合转录组数据，筛选出在米脂中特异性高表达且存在特异性PEIs基因的增强子作为促进米色脂肪分化的关键增强子。进一步，构建了TMEM100基因525 bp与AMCF-Ⅱ基因200 bp潜在增强子片段的双荧光素酶报告质粒，荧光素酶活性检测结果显示，两个基因的潜在增强子片段对报告质粒荧光活性有显著上调作用(P < 0.05)。本研究构建了猪白色与米色脂肪细胞的三维基因组图谱，揭示了两种脂肪细胞间的染色质空间结构差异，初步验证了TMEM100与AMCF-Ⅱ基因的增强子活性，提示TMEM100与AMCF-Ⅱ基因的增强子可能通过PEIs调控进而促进猪米色脂肪细胞分化。

来源：2025年第11期

《畜牧兽医学报》期刊编辑部

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