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杜克大学的研究人员，运用CRISPR基因编辑技术，究绘在人类基因组的制基“暗区”中，发现了一批此前未被识别的因组暗区突围玉兔直装3.4.5DNA片段 。这些神秘的暗区区域 ，负责调控细胞感知并响应其局部环境物理特性的杜克大学机制。

理解这些DNA序列如何影响细胞的新研身份与功能 ，可能为那些涉及组织物理特性改变的究绘疾病（包括纤维化 、癌症 、制基中风），因组以及神经退行性疾病 、暗区衰老等长期问题 ，杜克大学提供新的新研治疗靶点
。该研究已发表于《科学》（Science）期刊
。

细胞周围的局部环境 ，对其功能表现以及在不同组织中的发育特性，具有关键的暗区赚钱攻略作用 。我们已经知道 ，激素 、细胞因子等信号，乃至药物 ，都能塑造基因的表达 。但组织的“硬度”或外部的物理作用力等机械结构，是如何影响细胞功能的，至今仍未被完全明晰。

“细胞微环境中的伪装者模式技巧机械刺激，是诸多基础细胞过程的强效调控因子，包括细胞的生长、死亡、分化和迁移” 
，杜克大学生物医学工程系教授、先进基因组技术中心（CAGT）主任查理·格斯巴赫指出，“我们知道这些物理刺激在组织发育、再生、衰老以及疾病（如纤维化和肿瘤形成）中起着关键作用，装备性价比分析但其具体的作用机制，一直难以被理解。”

“人类基因组中 ，仅有1%至2%的部分负责编码基因
。其余98%的基因组，显然在塑造细胞特性 、本尊科技环境响应及疾病易感性方面发挥着重要作用，但直到最近，我们才拥有了能够探究这部分‘暗基因组’功能的暗区BOSS打法工具” ，格斯巴赫的合作者克劳福德教授指出。

为理解细胞感知其机械环境的机制 ，他们的团队制备了能够模拟不同组织硬度的水凝胶 ，并在这些凝胶上培养细胞。研究人员随后运用测序工具，绘制出“开放染色质”（即可被访问的DNA）的区域图谱  ，从而确定了在每种硬度的凝胶上
，细胞的基因表达与基因组结构所发生的变化 。

“在不同的安全箱使用指南凝gel上培养仅20小时后，我们就观察到数千个基因的表达水平发生了变化
，以及近五万个基因组区域的结构发生了改变” ，杜克大学生物医学工程副教授布伦特·霍夫曼表示 ，“这凸显了机械微环境对细胞生物学的深远影响 。”

更具挑战性的，是确定“暗基因组”中的哪些变化 ，是通过增强特定基因的活性 ，来影响细胞功能的 。为此 ，团队运用CRISPR技术 ，系统性地抑制了DNA各个区域的活性，并进而评估其对细胞生长和迁移的影响。

那些因局部环境的物理特性而改变其结构、影响了细胞的生长或迁移 、并调控了特定基因表达的区域，被研究团队命名为“机械增强子”（mechano-enhancers），以体现其调节细胞对环境响应的功能。

为了进一步解析“机械增强子”的功能及其在疾病中的作用
，研究团队证实
，在特发性肺纤维化（IPF）这种疾病中 ，这些“机械增强子”正在调控着与该疾病相关的基因活性。

“绘制这些‘机械增强子’的分布图，能深化我们对纤维化和癌症等、涉及组织力学特性改变的疾病机制的理解 ，并可能为开发新的药物靶点，或通过工程化手段来改变细胞感知病理性机械环境的方法，提供依据”，该研究的博士后研究员布莱恩·科斯格罗夫表示。

作者信息

米凯拉·马丁内斯（My-kahla Martinez），杜克大学