案例一：Micro-C+RNA-seq首次在大肠杆菌中实现最高10bp分辨率的基因组精细三维结构
研究成果：2025年8月，在Nature（IF=48.5）上发表了题为“Elementary 3D organization of active and silenced E.coligenome”的研究论文。本研究通过调整Micro-C实验细节使其适用于细菌样本并经过大量测试，最终实现了10bp超高分辨率解析大肠杆菌类核中的基本空间结构，包括染色体发夹环（CHINs）和染色体发夹结构域（CHIDs）。这些由组蛋白样蛋白H-NS和StpA组织的结构，对水平转移基因的抑制起关键作用。所有活跃转录的基因都以转录依赖的方式形成独特的操纵子尺度染色体互作域（OPCIDs）。破坏H-NS会导致三维基因组剧烈重组，减少CHINs和CHIDs的形成；而同时去除H-NS和StpA则会造成这些结构的完全解体，引发水平转移基因转录增加和生长延迟。使用与H-NS/StpA竞争结合AT富集DNA的netropsin药物也观察到类似效应。CHINs之间的相互作用进一步将基因组组织成隔离的环状结构，可能对活跃操纵子起绝缘作用。
该研究揭示了大肠杆菌类核的基本结构单元，阐明了其与类核相关蛋白及转录机器的功能关联。
图1.超高分辨率Micro-C图揭示了大肠杆菌基因组复杂的3D组织
图2.通过Micro-C技术在大肠杆菌基因组中解析初级结构和更高层次的结构
案例二：Micro-C联合scRNA-seq等多组学技术助力发现哺乳动物再生能力的调控机制
研究成果：2025年6月，在Science（IF=45.8）上发表了题为“Reactivation of mammalian regeneration by turning on an evolutionarily disabled genetic switch”的研究论文。该研究通过整合Micro-C、ATAC-seq、ChIP-seq和scRNA-seq解析了兔耳廓再生过程中Aldh1a2基因的染色质相互作用（启动子-增强子）激活该基因损伤后表达的调控机制。发现视黄酸（Retinoic Acid, RA）信号通路的活性强弱是决定哺乳动物耳廓再生与否的分子开关。可再生物种高表达视黄酸限速合成酶Aldh1a2，而不可再生物种低表达Aldh1a2、同时高表达视黄酸降解酶Cyp26a1。重新激活视黄酸信号可以使不能再生的小鼠重新获得再生能力。该研究鉴定了领域内第一个参与哺乳动物再生能力演化的分子开关，为再生医学提供了关键靶点和理论依据。
图1.哺乳动物再生的进化
图2.进化失活的调控元件介导小鼠Aldh1a2的抑制
