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심장 발달 및 노화에서 삼차원 유전체 구조의 리모델링

2026-01-07 07:00
우리는 티베트 돼지, 소형 돼지 품종을 인간 심장 모델로 사용했습니다. 태아 단계에서 성숙기 및 초기 노화에 이르기까지 고차원 염색질 구조와 전사 조절의 변화를 조사하여 이들이 생리적 발달 및 노화 과정에서 어떤 역할을 하는지 밝히고자 했습니다. 티베트 돼지가 생물의학적 모델 및 인간을 위한 잠재적 장기 기증자가 될 수 있는지를 평가하기 위해, 인간과 돼지 심장 사이의 전사체 및 염색질 구조의 종 간 비교를 수행했습니다. 우리의 연구는 다양한 규모에서 삼차원 유전체의 구조적 변화에 관한 이전에 보고되지 않았던 여러 현상을 밝혀냈습니다. B-B 상호작용의 강도 변화와 서열 특성과 A/B 구획 전환 간의 상관관계는 이질염색질이 발달 및 노화 과정에서 점진적으로 쌓이고 느슨해진다는 것을 보여주었습니다. TAD와 고리/PEI를 세밀히 조사한 결과, 태아와 노성 돼지에 비해 젊은 성인의 경우 유전자 발현과 TAD 연결성이 높고, 동적 경계와 타겟 유전자 간 공간이 더 넓으며, A 구획 쪽으로의 '고리 왜곡'이 강하다는 것이 발견되어 젊은 성인이 태아 및 노성 돼지보다 염색질 구조 역학을 더 정밀하게 조절하는 경향이 있음을 나타냈습니다. 인간과 돼지의 종간 비교분석은 돼지에 비해 인간의 심장 수축력이 더 강함을 시사했으며, 이는 진화와 돼지-인간 심장 이종 이식의 생리적 부적합성에 대한 통찰을 제공합니다. 특히, 인간 특유의 고리는 TFs TEAD1, TBX20, ZEB2의 모티프가 풍부하게 나타났으며, 이들의 타겟 유전자는 주로 심장 수축과 지방산 대사에 과대 표현되었습니다. 또한, TRPM1과 STIM이 인간 고유의 TAD 경계 근처에 위치하며 칼슘 및 칼륨 막 통과에 중요한 역할을 한다는 것을 관찰했습니다.