最近的一项研究导致了一种新的强大的表观遗传编辑技术的诞生。该系统允许在基因组特定位置精确编程染色质修饰，以更好地理解它们对转录调控的影响。这种创新方法将有助于探索染色质修饰在各种生物过程中所起的作用，并操控基因活性，以潜在地应对疾病。
基因的分子调控是当今生物学的一个关键焦点，主要受到开启或关闭的影响。这项技术将为表观遗传学研究开辟新的可能性，因为它提供了一种系统性控制表观基因组的方法，并理解其在调节基因表达中的作用。这可能导致对疾病发展机制的更好理解，并有可能开发出新的治疗方法。该系统的模块化特性还允许对编辑过程进行定制，使其成为研究表观遗传调控的多功能工具。总体而言，这项研究代表了表观遗传学领域向前迈出的重要一步，可能会极大地影响我们对基因表达及其调控的理解。
对染色质修饰的具体影响尚未完全理解。人们认为染色质的修饰在响应环境信号、发育和疾病等各种重要生物过程中发挥着作用。以前的研究主要集中在映射这些染色质标记在健康和病态细胞类型中的分布，以及分析它们对基因表达的影响。通过将这些数据与基因表达分析结合，科学家们能够为这些染色质标记分配功能。然而，染色质标记与基因调控之间的确切因果关系仍然不完全清楚。确定参与调控的各种因素的个别贡献被证明是一个具有挑战性的任务。这包括染色质标记、转录因子和调控DNA序列。
哈基特小组的研究人员创建了一种模块化的表观基因组编辑系统，可以在基因组的任何所需位置精确编程九种基本的染色质标记。该系统依赖于CRISPR技术，这是一种广泛使用的基因组编辑技术，能够对特定DNA位置进行精确的改变。
这些精确的操作使研究人员能够仔细调查染色质标记及其生物学效应之间的关系，以及DNA序列变化对这些标记的影响。他们利用“报告系统”在单细胞水平上测量基因表达。结果显示了各种染色质标记在基因调控中的因果作用。例如，他们发现H3K4me3在转录产生的情况下也能独立增加转录的一个新作用。如果这样做，那么在特定细胞中的基因表达水平就可以被调节。哈基特小组的博士后研究员Cristina Policarpi，作为该研究的主要科学家，形容这是一个“极为激动人心和意想不到的结果，完全违背了我们的所有预期。”她还提到，这些数据表明一个复杂的调控网络，涉及染色质的先前结构、底层DNA序列和基因组中的位置等因素。
哈基特和同事们目前正在探索通过一个有前景的初创企业利用这项技术的方法。下一阶段是通过关注各种细胞类型中的基因以及更大规模的研究来验证和扩展这些发现。染色质标记对一系列基因的基因转录及后续机制的影响也需要进一步的澄清。
“我们的适应性表观遗传编辑工具包为研究基因组和表观基因组之间相互依赖的关系提供了一种新颖的实验方法，”EMBL罗马的组长Jamie Hackett解释道。“在未来，这个系统可以用来更精确地理解表观基因组变化在发育和人类疾病中影响基因活性的意义。这项技术有潜力以精确和可调的方式控制基因表达水平，这为精准健康和疾病管理的应用带来了希望。
