转录调控周报（week21）--表观组专题（1）

引言

#本专题系统梳理了表观组学研究领域的最新文献进展，涵盖动物医学、植物科学及数据算法三大分类，会用三篇文稿进行系统展示。动物医学领域，研究揭示肝脏再生依赖染色质动态重塑与增强子时序性激活（Cell Genomics），并发现HBO1通过抑制YAP/TEAD信号阻碍肝细胞重编程（Cell Stem Cell）；基于体细胞表观突变的EPI-Clone技术实现血液衰老动态追踪（Nature）。植物科学方向，水稻DNA甲基化介导的耐冷性跨代遗传（Cell）、拟南芥温度-H2A.Zub/H3K27me3互作调控细胞命运（Developmental Cell）、光敏色素B与REF6协同驱动光形态建成（PNAS）等研究，系统解析表观修饰在环境适应中的作用。数据算法领域，TRAPT框架（Nat Commun）通过深度学习预测转录调控因子，EpiVerse工具（Nat Commun）创新构建虚拟表观基因组解析染色质互作，MethylBERT模型（Nat Commun）实现单读长甲基化模式识别与肿瘤检测。表观组学在揭示发育机制、环境互作及疾病干预中的发挥关键价值，且跨学科技术融合推动研究范式升级会进一步促进表观组学在研究中的应用。

动物和医学

转录因子时序性激活通过特异及发育源性增强子驱动肝脏再生

l 发表时间：2025-5-22

l 发表期刊：Cell Genomics

l 文献引用：

Llorens-Giralt, Palmira, et al. “Sequential Activation of Transcription Factors Promotes Liver Regeneration through Specific and Developmental Enhancers.” Cell Genomics, vol. 0, no. 0, May 2025. www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.xgen.2025.100887.

文章概要：

哺乳动物肝脏损伤后的强大再生能力的核心是肝脏细胞中的染色质动态重塑与远端调控元件的时序性激活驱动的基因表达精密调控网络。本研究整合小鼠模型（肝脏部分切除）的ATAC（染色质可及性）和转录组数据，揭示关键再生基因的表达由多种顺式调控元件（Cis-：包括再生特异性增强子集不同发育阶段功能重编程的增强子）协同调控。上述增强子通过层级写作激活干细胞驱动与增殖的转录程序：初期AP-1（激活蛋白）复合体与ATF3调控，增殖期则由核因子NRF2（NFE2相关因子2）主导。且肝脏再生过程伴随肝脏特异性代谢功能（主要是脂质代谢）相关增强子的系统性抑制。本研究构建了全基因组尺度的增强子-基因互作图谱，为解析肝脏再生调控机制提供了新范式。

组学方法：Hi-C、scRNA-seq、ATAC-seq、ChIP-seq

HBO1在肝损伤过程中作为肝细胞和重编程的表观遗传屏障发挥作用

发表时间：2025-5-21

发表期刊：Cell Stem Cell

文献引用：

Yuan, Wei-Chien, et al. “HBO1 Functions as an Epigenetic Barrier to Hepatocyte Plasticity and Reprogramming during Liver Injury.” Cell Stem Cell, vol. 0, no. 0, May 2025.www.cell.com, https://doi.org/10.1016/j.stem.2025.04.010.

文章概要：

肝细胞在肝损伤过程中可以重编程为胆管上皮细胞；本研究使用单细胞ATAC数据解析了该过程中染色质的动态变化，并揭示YAP/TEAD信号激活是驱动染色质重塑的关键因子。基于体内的CRISPR筛选实验，研究发现组蛋白乙酰转移酶HBO1是阻碍这一重编程过程的重要屏障。机制研究表明，HBO1被YAP募集至靶基因位点，在此促进H3K14ac修饰的发生，并通过招募ZMYND8进一步抑制YAP/TEAD的转录。HBO1缺失可加速色质重塑、增强YAP结合，并促使肝细胞向BEC的转变更为完全。本研究发现HBO1作为表观遗传制动器，能够限制YAP介导的细胞重编程，提示靶向抑制HBO1可能通过提升肝细胞可塑性促进肝脏再生治疗。

组学方法：scATAC-seq

体细胞突变的克隆追踪揭示了血液衰老动态

发表时间：2025-5-21

发表期刊：Nature

文献引用：

Scherer, Michael, et al. “Clonal Tracing with Somatic Epimutations Reveals Dynamics of Blood Ageing.” Nature, May 2025, pp. 1–10. www.nature.com, https://doi.org/10.1038/s41586-025-09041-8.

文章概要：

研究首次发现，特定CpG位点的DNA甲基化化可反映细胞分化状态，另一类随机发生表观突变的CpG可作为克隆身份的数字条形码。通过靶向单细胞DNA甲基化的单CpG分辨率分析，研究实现了上述两类信息的精准解析，并据此开发了无转基因的单细胞谱系追踪技术EPI-clone。EPI-Clone首次实现了无转基因、高精度的单细胞谱系追踪技术，为大规模解析造血细胞状态动态提供了全新工具。

组学方法：scTAM-seq（单细胞基因组甲基化测序）

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