拓扑关联结构域
/ TAD /
我们通常把基因组想象成一行字母，但在细胞核内，它被折叠成一个三维形状，而这个形状并非随机。想象一根长长的花园水管被绕成一系列各自封闭的盘圈：同一个盘圈内的片段彼此频繁碰撞，而不同盘圈里的片段则很少相触。基因组的这些盘圈就叫拓扑关联结构域，简称 TAD。
TAD 是染色体上的一个区域，其内部的 DNA 序列彼此接触的频率，远高于它们与相邻区域序列的接触——一个自我相互作用的“邻里”，通常跨越数十万到约一百万碱基对。它们由捕捉哪些 DNA 片段在物理上靠近的方法（染色质构象捕获，如 Hi-C）检测出来，这些方法生成的图谱沿基因组显示出一块块高接触的方块。一般认为 TAD 主要通过环挤出形成：环状的黏连蛋白把 DNA 穿过自身、卷出一个不断增大的环，直到撞上由蛋白 CTCF 结合的边界位点，后者就像标记每个结构域边缘的“挡块”。
TAD 之所以重要，是因为它们在空间上组织了基因调控。增强子倾向于作用于同一个 TAD 内的基因，并与下一个 TAD 里的基因相隔绝，于是这些边界实际上把每个增强子接到它应有的靶基因上。当一个边界被删除或打乱，增强子就可能“溢出”、开启一个它本不该触及的基因——这种“重新接线”可导致发育障碍，也与某些癌症相关联。对 TAD 的研究属于年轻而高速发展的三维基因组组织领域，它表明 DNA 在空间中所处的位置本身就是一层信息。
在 Hi-C 接触图谱上，一个 TAD 表现为一个明亮的三角形：其内部的序列彼此频繁接触，而跨过由 CTCF 标记的边界后，接触骤然下降。删除那个边界，会让一个结构域里的增强子错误地激活相邻结构域里的基因。
TAD 是一个自我接触的基因组“邻里”，把增强子导向正确的基因。
TAD 是在大量细胞上平均得到的统计性、动态性特征，而非在每个细胞、每一刻都一模一样存在的刚性隔墙。它们的确切定义、边界和功能重要性仍在积极研究之中，有时也有争议。