Zubairul Islam|Sakshi Shigvan|Amanjot Singh|Dimple Notani
印度班加罗尔Bellary路GKVK校区，国家生物科学中心-TIFR，邮编560065
单增强子-启动子之间的相互作用最初通过一个简单的“桥梁模型”来解释，该模型基于直接的分子接触。如今，这一概念被“枢纽”（hub）的概念所重新定义。“枢纽”一词经常与其他核结构或概念互换使用；然而，在这篇综述中，我们将枢纽定义为多个顺式调控元件（CREs）的空间聚集体，这些元件可以来自同一染色体或不同染色体，包括增强子和启动子。这些枢纽代表了动态且短暂的组装结构，它们在三维核环境中协调调控相互作用。已经提出了多种机制来促进它们的形成，包括相分离、环状结构的外推、蛋白质支架以及肌动蛋白-肌球蛋白驱动的染色质移动。然而，这些多CREs相互作用枢纽的组织原理及其在基因表达调控中的作用仍仅部分被理解。在这篇综述中，我们综合了关于这些转录枢纽的形成、功能和调控结构的最新见解，并提出它们为基因调控在各种细胞和发育过程中提供了稳定性、协调性和灵活性。
章节摘录
什么是多路增强子-启动子枢纽？
历史上，增强子-启动子之间的相互作用是通过以增强子为中心的“桥梁模型”来理解的，即认为转录激活是通过增强子与启动子之间的直接蛋白质介导的接触实现的，涉及RNA聚合酶、Mediator、转录因子（TFs）和辅因子。在这种框架下，增强子与启动子之间的距离相当于这些复合物的大小（约25-50纳米）[1]。与单增强子-启动子相互作用相比，基因组中存在
增强子-启动子枢纽如何在细胞核中形成？
染色质表现为一种亚扩散聚合物[19]。在简单扩散的情况下，一个受限环状结构内的单个增强子-启动子相互作用发生的频率相对较低，对于一对特定的增强子-启动子来说，可能每天只发生一次[20]。如果枢纽的形成需要多个增强子和启动子的相互作用，那么仅靠扩散实现这种事件的概率将极小。然而，实际上经常观察到增强子-启动子枢纽的存在
如何识别染色质枢纽？
在单细胞水平上，增强子-启动子枢纽可能代表所有增强子和启动子同时相互作用的三维组装结构；或者它们可能是模块化的，不同的增强子-启动子、增强子-增强子、启动子-启动子接触分布在不同的细胞中。在后一种情况下，完整的枢纽网络可能并不存在于任何单个细胞中，而是作为一个群体复合体出现。最初，枢纽是通过染色体
增强子-启动子枢纽是动态的还是稳定的？
一个主要问题是增强子-启动子枢纽是作为稳定的结构元素存在，还是作为短暂且快速变化的组装结构存在。三维基因组具有高度动态性，在不同细胞间存在显著差异，这一点通过固定细胞和活细胞中的染色质/位点追踪得到了证实[53, 58]。这些发现表明，CTCF和Cohesin介导的环状结构也不具有非常长的寿命（10-30分钟）[59]，而增强子-启动子（E-P）接触则更加短暂[5, 60]。这些
增强子-启动子枢纽在基因调控中的作用
枢纽展现出多样的结构，从由单个或多个增强子驱动的多启动子组装结构到由多个增强子调控的单个启动子结构都有[63]。尽管它们的功能仍在研究中，但越来越多的证据表明，枢纽通过保持增强子和启动子之间的紧密邻近来促进转录。通过环状连接相连的基因表现出比等间距线性对更高的共激活率[64, 65]。在信号传导过程中，相互连接的枢纽
未来展望
增强子-启动子枢纽已成为跨细胞类型和生物学背景下的三维基因组组织的一个统一特征。然而，其形成和功能的机制尚未明确。未来的研究需要确定转录枢纽是基因组结构的固有属性，还是由转录机制的局部组装产生的，以及这些过程如何通过反馈相互增强。此外，如果增强子-启动子
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。
致谢
作者感谢Sridhar Hannenhalli、Ranjith Padinhateeri和Rajat Mann的讨论和评论。DN感谢印度政府原子能部的资助（项目编号：RTI 4006），以及印度联盟DBT-Wellcome Trust高级奖学金对DN（项目编号：IA/S/23/1/506749）和印度联盟DBT-Wellcome Trust中级奖学金对AS（项目编号：IA/I/23/1/506753）的资助。ZF从印度医学研究委员会获得了资助。SS感谢
