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【资料图】

中国科大揭示细胞有丝分裂期转录调控动态机制

来源：中国科学技术大学

近日，中国科学技术大学生命科学与医学部教授瞿昆课题组和合肥微尺度物质科学国家研究中心王志凯团队合作，在细胞有丝分裂转录调控方面取得重要成果。相关研究成果以Dynamics and regulation of mitotic chromatin accessibility bookmarking at single-cell resolution为题，发表在Science Advances上。

该研究通过假时间轨迹分析构建了有丝分裂时间轴，发现了染色质可及性在细胞进入有丝分裂期后持续降低并在中期之后开始增加。基于首次描绘的有丝分裂期染色质状态动态变化图谱，研究发现7%的染色质区域在该过程中始终保持活跃状态，并将其定义为书签区域（bookmarked regions）。进一步分析发现，书签区域是多种细胞类型共有的表观遗传特征，主要位于基因启动子区域，且染色质状态的活跃程度与基因激活速率显著正相关，这决定管家基因在有丝分裂后的首先被激活。接下来，该研究发现靶向书签区域的转录因子比细胞类型特异性转录因子更早地结合染色质，这种转录因子与染色质的动态相互作用决定基因重激活的动态过程。基于此，研究揭示了核转录因子NF-YA是书签区域中最富集且最先结合染色质的关键转录因子，并通过干扰实验证明了NF-YA对于细胞退出有丝分裂后染色质状态和基因转录重新激活的决定性作用。

该研究揭示了有丝分裂期细胞染色质可及性先减少后增加的动态变化以及作为“转录记忆”载体始终活跃的染色质可及区域，发现了大规模转录因子与染色质的动态相互作用过程，鉴定了新的调控基因重激活的转录因子NF-YA，从而构建整个有丝分裂期转录调控网络的动态演变过程。

稻田土壤碳铁复合物对有机碳的保护效应与机制研究取得进展

来源：亚热带农业生态研究所

中国科学院亚热带农业生态研究所吴金水研究团队以2线水铁矿、6线水铁矿（分别代表无定型和晶型铁矿物）及¹³C-葡萄糖为原料制备了四种碳铁复合物（包括2线水铁矿结合态高量、低量葡萄糖和6线水铁矿结合态高量、低量葡萄糖），并以高量、低量纯葡萄糖为对照，采用室内培养试验，在60天培养期内观测了稻田土壤碳铁复合物的矿化过程以及对土壤原有有机碳矿化的激发效应。研究表明，2线水铁矿结合态葡萄糖的累积矿化率比6线水铁矿结合态葡萄糖高~21%。仅葡萄糖添加刺激了土壤原有有机碳矿化，形成了正激发（~0.27% SOC），但碳铁复合物输入抑制了土壤原有有机碳矿化，引起了负激发（-0.33%~-0.55% SOC）。CO₂的激发效应强度取决于于水铁矿结晶度，即6线水铁矿结合态葡萄糖引起的CO₂激发效应强度仅为2线水铁矿结合态葡萄糖的一半。这是由于6线水铁矿的铁还原速率较慢，其结合的葡萄糖释放量少；6线水铁矿吸附了溶解性有机碳、铵态氮和有效磷等，加重了微生物碳源和养分限制，从而抑制了微生物活性。CH₄的激发效应与水铁矿结合的葡萄糖浓度高度相关，即水铁矿结合态高量葡萄糖的CH₄负激发效应强度弱于水铁矿结合低量葡萄糖。这是由于水铁矿结合态高量葡萄糖的铁还原速率快，葡萄糖被释放量多，为产甲烷菌提供更充分底物。该研究明确了铁矿物通过降低其结合的碳被矿化并诱导负激发效应（抑制土壤有机碳矿化），进而促进稻田土壤有机碳积累，且碳积累增强效应取决于铁矿物的结晶度以及碳负载量。因此，促进无定型铁矿物向晶型铁矿物转化，可增强富铁水稻土有机碳积累。该工作有助于剖析碳铁复合物促进南方红黄壤性水稻土有机碳积累的过程机制，并对该区域土壤肥力提升与田间综合管理等方面具有重要指导意义。

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