染色质结构的动态性和可塑性在基因转录沉默和激活过程中起重要作用，从而为表观遗传提供一个重要的信息整合平台。

因此细胞基因组特定的染色质结构决定了细胞特定的基因转录谱和转录模式，从而决定细胞的组织特异性和细胞命运。

基于染色质表观遗传标志以及染色质结合蛋白，染色质状态可以被分为许多不同的类型，如活跃状态、抑制状态以及静息态等等。

在众多的染色质状态中，静息态因为与干细胞的多能性相关，且在细胞分化过程中与基因快速激活的潜能密切关联，所以受到很多研究者的关注。

在以往的研究中，静息态基因是通过同时存在两个相反的染色质修饰来定义的，如表征激活状态的组蛋白H3第4位赖氨酸的三甲基化（H3K4me3）以及代表抑制状态的组蛋白H3第27位赖氨酸的三甲基化（H3K27me3）等等。

该研究工作利用不同染色质结构状态对微球菌核酸酶（MNase）敏感性不同的特点，设计了基于时间梯度的温和MNase酶切实验（TC-rMNase-seq），通过对测序数据的分析发现，低紧密度染色质区域可以分为两类，一类染色质的酶切信号随着酶切时间的延长而逐渐降低，而另一类随着酶切时间的延长其酶切信号会保持不变或者呈现逐渐升高的现象。

通过对这两类染色质区域进行功能注释，发现第一类染色质多分布活跃基因，而第二类染色质则多处于静息状态。

在此基础上，研究者开发了一种定量染色质状态和基因表达潜力的方法。

图示：通过鉴定局部染色质状态预测基因转录潜能的模型

通过基因启动子区域染色质开放潜能参数（Chromatin Opening Potential Index，COPI），他们成功地对mES细胞中相关基因的转录潜能进行了评估。

为了探索该方法的实用性，研究者验证了具有高COPI分值的基因，如Lfng、Ypel1、Scrt2和Ildr2等，这些基因的启动子是部分开放的，在mES细胞中不活跃但在神经元祖细胞（NPC）分化过程中很容易被激活。

其中，除了已经报道的参与NPC分化发育过程的基因Lfng和Scrt2外，更重要的是，通过COPI的预测，研究者发现Ildr2和Ypel1在小鼠NPC体外分化过程中也起着重要作用。

因此，该研究在揭示静息态染色质与基因转录活性的关系的基础上，提供了一个强有力的工具来预测和识别涉及多种生物过程的重要新基因，包括发育和分化过程中的关键调控因子，以及神经和免疫反应中的早期基因。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.107953