熱刺激是細胞最經常面對的環境刺激，熱刺激反應是所有細胞普遍具有的刺激反應機制。熱刺激誘導的廣泛的轉錄調控是熱刺激反應的重要組成部分。近年來，人們已經從表觀遺傳學的各層面對其機制進行了較深入探討。然而當前針對染色質空間構象這一重要的表觀遺傳學層次，是否在熱刺激反應中發揮作用，以及可能的具體作用形式，仍舊存在較大爭議。此外，當前針對動物細胞熱刺激反應模式的研究普遍采用急性刺激（刺激時長普遍在1小時內），對慢性刺激的研究也較欠缺。

　　近日，中國科學院北京基因組研究所（國家生物信息中心）張治華課題組在Genome Research雜志在線發表了題為“Cell cycle arrest explains the observed bulk 3D genomic alterations in response to long-term heat shock in K562 cells”的研究成果，對上述兩個問題進行了探討。該研究以常見的人類K562細胞系為實驗材料，使用Hi-C和ATAC-seq等技術測定了其在急性和慢性熱刺激反應前后的染色質空間構象和開放性圖譜。通過對比發現熱刺激反應中細胞染色質空間構象和開放性水平的變化模式與細胞周期中G1/S時期向G2/M時期遷移時的變化模式有高度相似性。這一發現促使作者進一步研究熱刺激反應中的結構變化與細胞周期的關系。通過流式細胞分選證實了K562細胞熱刺激反應中存在細胞周期于G2/M時期的阻滯，同時測得位于G1/S和G2/M時期的細胞染色質構象均在熱刺激反應全過程中維持穩定。最后，通過以G1/S和G2/M時期細胞染色質構象為組份，細胞集群的染色質構象為目標的解卷積運算證明了此細胞周期阻滯引起的細胞組份改變本身便足以解釋測得的細胞集群在熱刺激反應過程中染色質構象的改變。

　　本研究指出的細胞周期阻滯在解釋K562細胞熱刺激反應中染色質構象變化所起的關鍵作用不僅有助于彌合當前有關熱刺激反應中染色質空間構象調控模式的爭論，也有助于增進人們對染色質空間構象在廣泛且迅速的基因表達調控中所起作用的認識。

　　本研究以中國科學院北京基因組研究所（國家生物信息中心）張治華研究員為通信作者，博士研究生徐炳祥和助理研究員李飛飛為并列通信作者，徐炳祥和碩士研究生高曉萌為并列第一作者。

 　　細胞周期阻滯解釋K562細胞熱刺激反應中染色質空間構象的變化

　　論文鏈接