Dana-Farber癌症研究所的研究人员开发出一种新方法，能够绘制人类基因组中关键基因调节分子——核小体的位点图谱。这一突破有助于研究、诊断癌症等疾病。此外，与早期胚胎状态相比，成体细胞中的核小体会发生“重排”（reprogramming），新工具为阐明核小体的排列过程提供了有力支持，进而推动克隆技术的发展。研究结果发表于《Nature Biotechnology》杂志。

核小体像绳珠一样沿着整个染色体排列，是染色体的基本结构单位。核小体具有多种功能，尤其是协助将几英尺长的DNA折叠入细胞核。此外，它们通过决定DNA序列是否与转录因子接触，调控邻近基因的表达。那么，是什么决定了核小体在何时、何处以及如何沿着DNA链定位呢？

David E. Fisher博士表示：“这项研究首次对人类核小体位点进行了全面观测。”尽管类似分析已在酵母中进行过，但应用于相对复杂的人类基因组仍颇具挑战。

这种新技术“为定位许多人类基因组特征，如转录因子的结合位点、翻译起始和终止位点以及其他生物学上重要的结构特征，提供了大量新线索。”转录因子是与基因启动子区域特定DNA位点结合的蛋白质，能够控制基因的开启和关闭。

新方法主要基于基因微阵列技术和经过验证的计算数据分析技术。研究人员利用该技术定位了7种人类细胞系（包括黑素瘤）中3592个启动子内的核小体位点。

研究人员早已发现，转录因子不能与核小体绑定的DNA片段结合，但能与两个核小体之间的“连接”片段结合。Fisher团队利用新技术证实，转录因子确实出现在核小体之间的“连接”区域，而非核小体复合体绑定的DNA片段上，这表明核小体的分布控制了基因的开启和关闭。如果需要改变细胞活性，核小体可以重新定位。

Fisher是Dana-Farber研究所黑素瘤项目带头人，也是霍华德医学院儿科教授，从事与致死性皮肤癌相关的基因突变研究。他表示，最初研究的是会影响其他基因表达的MITF蛋白。

“我们想知道MITF如何调节靶标基因，特别是这些基因启动子区域中与MITF结合的位点。研究过程中，我们开始怀疑MITF是结合在核小体之间区域还是核小体本身，这引导我们设计了一种方法来寻找核小体的位点。”

研究人员采用的基因微阵列上携带单核小体DNA，这些DNA源自黑素瘤、乳腺癌等几种癌细胞系以及几种人类正常细胞。他们利用名为“wavelet denoising”的信号处理技术算法，确定了核小体位点的惊人模型。

图像显示了一系列与核小体绑定区域和非核小体绑定区域对应的峰和谷。研究人员发现，具有相似表达情况（全部“关闭”或“开启”）的基因启动子区域，其核小体位点具有相关性。该技术不仅成功验证了先前通过其他方法发现的核小体位点，还可用于人类和其他细胞的全基因组研究，未来有望成为一种新的诊断工具。“几乎所有疾病都与基因表达有关，这种方法为寻找与疾病相关的表达方式改变的基因提供了帮助。”