信息存儲(chǔ)人工染色體（data-carrying chromosome，dChr）能夠以一種穩(wěn)定且廉價(jià)復(fù)制的方式用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。然而，信息染色體的的一維和三維結(jié)構(gòu)、表觀遺傳修飾狀態(tài)和表達(dá)活性及其與酵母內(nèi)源染色體的相互關(guān)系，尚未進(jìn)行深入探索。近日，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陶偉教授實(shí)驗(yàn)室和天津大學(xué)化工學(xué)院元英進(jìn)教授實(shí)驗(yàn)室合作，在Science China Life Sciences發(fā)表了題為“ Exogenous artificial DNA forms chromatin structure with active transcription in yeast”的研究論文，闡釋了一條完全外源的攜帶圖像和語(yǔ)音的數(shù)字信息酵母人工染色體的表觀遺傳學(xué)、三維組學(xué)和轉(zhuǎn)錄翻譯等方面的系列特征。

研究證明了在酵母細(xì)胞中dChr形成了染色質(zhì)，并與酵母內(nèi)源染色質(zhì)共同形成Rabl結(jié)構(gòu)； dChr信息序列耦合了多個(gè)與基因高效表達(dá)相關(guān)的DNA元件，如54個(gè)TATA box、36個(gè)啟動(dòng)子及多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)，并伴有轉(zhuǎn)錄活躍的組蛋白H3K4三甲基化修飾；dChr上檢測(cè)有44個(gè)明顯的H3K4三甲基化修飾峰（peaks），預(yù)示了酵母細(xì)胞中dChr可能會(huì)有高效轉(zhuǎn)錄；進(jìn)一步通過(guò)全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序（Iso-seq）檢測(cè)到488個(gè)轉(zhuǎn)錄本，這些轉(zhuǎn)錄本平均長(zhǎng)度3.6 kb，明顯長(zhǎng)于酵母本底基因的平均轉(zhuǎn)錄本長(zhǎng)度（1.3 kb）；此外LC-MS/MS還證明了dChr并沒(méi)有產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)或多肽，表明dChr產(chǎn)生了大量的Non-coding RNA(ncRNA)。本研究加深了人們對(duì)完全外源的人工信息染色體在酵母細(xì)胞內(nèi)活性的認(rèn)識(shí)，并將對(duì)新一代的信息存儲(chǔ)人工染色體的構(gòu)建具有重要指導(dǎo)意義。

信息人工染色體具有的遺傳元件

天津大學(xué)周見(jiàn)庭、北京大學(xué)研究生張超和魏然為該文章的共同第一作者，陶偉和元英進(jìn)為通訊作者，北京大學(xué)李程研究員給予研究極大幫助，中國(guó)科學(xué)院大連化物所張麗華研究員課題組參與了蛋白/多肽質(zhì)譜預(yù)測(cè)方面的工作。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的資助。

來(lái)源：北京大學(xué)