摘要雌性哺乳动物X染色体上的大部分基因均因X染色体失活作用而失去表达能力,X染色体长臂表现失活更明显.虽然对X染色体失活的许多方面都有所了解,但是仍然不清楚失活信号沿着X染色体全长扩散的机制.为了了解X染色体是否有不同于其他染色体的基因组学特征,这些特征是否关系到X染色体的失活扩散和维持,分析6、7、8、10、11、12号染色体和X染色体DNA序列7碱基(7 nt)组合水平的结构是否显示差异.从NCBI基因库(http:∥www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/guide)下载7条染色体长臂各60 Mb区域.将这60 Mb区域分为0.5 Mb (或50 kb)一段, 对每一段DNA做7 nt字符串组合分析,如1～7,2～8,3～9……,记录每种7 nt字符串的频率,A、C、G和T 4个硷基的7 nt字符串共有47=16384种组合.根据数字差异显示的结果(http:∥www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/guide),选择在扁桃腺生发中心B细胞中高表达的基因70个,用以计算所有内含子(有义链)的7 nt频率值.每个内含子被记录为一组7 nt频率值,求和相同基因中的所有内含子相同7 nt字符串的频率值,再用该和乘以该基因的表达频率得该基因7 nt字符串的频率值,求和70个基因的7 nt字符串的频率值称做intron 7 nt,该值试图模拟细胞中RNA小片段的总和.已知一段DNA序列的7 nt频率值和内含子的7 nt频率值 (intron 7 nt),即可以计算DNA区段与intron 7 nt的结合强度.Intron 7 nt与0.5 Mb(或50 kb)DNA片段7 nt频率值相同行(意为相同的7 nt字符串)的乘积的和即为intron 7 nt与这段DNA的结合强度,该值试图模拟某段DNA上所结合的RNA的总量.Intron 7 nt是RNA,除了U换成了T.DNA区段与intron 7 nt的结合强度取决于7 nt互补序列的数量.发现X,6,8染色体的不同0.5 Mb区段更均匀,与RNA的模拟结合强度在X染色体显著低于6,7,8和12号染色体 (P＜0.001).0.5 Mb DNA作为一段时,高结合RNA的区段在X染色体低于其他染色体,虽然对6和11号染色体未见显著统计学差异.如果50 kb DNA作为一段,X染色体上高结合RNA的区段显著少于6和11号染色体(P＜0.001).文中提出证据指出人类X染色体DNA序列组成不同于所测定的常染色体.这种RNA高结合区段在染色体之间的非随机性分布,提示RNA高结合区段是染色质的DNA活化信号.已证明RNA可以改变染色质构象,增加染色质对DNaseⅠ消化的敏感性.在细胞中存在丰富的非编码RNA,RNA-DNA的结合特异性远高于DNA-蛋白质,RNA-DNA结合的亲和性要高于DNA-DNA.这些事实说明RNA-DNA的相互作用在细胞中是普遍的.本文中的主要发现为:RNAs的结合强度,尤其是高结合RNAs的DNA区段的数目在X 染色体显著低于其他染色体.依据上述事实和本文中的发现,提示如果RNAs与DNA的结合可以诱导染色质疏松,那么由于X染色体高结合RNAs的区段少,所以X染色体DNA区段比其他染色体容易失活.提出了在雌性哺乳动物胚胎发生的过程中,发生激活因子(主要是RNAs)缺乏,导致2条X染色体竞争同样启动物质可能是X染色体失活的原因;在细胞周期中,RNA的质和量在不断变化,因此早合成的DNA所接触的RNAs(细胞中RNA小片段的总和)不同于晚合成的DNA,失活的X染色体复制迟,松散的染色质复制早,早复制的DNA会接触更多的RNAs,从而维持较高的活性,反之亦然,该机制可能涉及为什么活性X染色体在体细胞中一直维持活化状态,而失活X染色体一直维持失活状态.