染色质动态运动的新视图?

【博科园-科学科普-留言评论有惊喜哦~( ^_^)】在细胞中,蛋白质紧紧包裹着DNA的长链,形成了像珍珠项链一样的染色质。EPFL的科学家首次展示了染色质的运动,回答了长期以来关于其结构如何帮助调节基因表达的问题。这项研究发表在《自然通讯》上。细胞内DNA的总长度在2-3米之间。为了适应细胞内的细胞,DNA被包裹在小的蛋白质纺锤体上,形成了被称为核小体的分子串。然后,核小体就会卷起来形成缠绕的纤维。这种复合物被称为染色质,它在细胞核内组织和压缩DNA,但也使细胞机器很难进入DNA。

染色质(在左边)向单个核小体开放的图示(右)。图片版权:Beat Fierz/EPFL

到目前为止,对染色质的结构研究只是让我们对DNA在细胞中的组织方式有了一个静态的认识。但是基因表达机制如何才能进入染色质内的DNA呢?回答这一问题需要对遗传物质有更动态的认识。在EPFL的Beat Fierz实验室,与杜塞尔多夫大学的Claus Seidel合作,现在能够观察到实际的染色质运动,利用蛋白质和DNA化学的独特组合,以及两个互补的单分子荧光光谱方法。这一研究首次揭示了染色质的内部结构和运动,从而解决了染色质研究中一个尚未解决的问题。

研究人员发现染色质纤维内的核小体形成了短的堆叠,并在几毫秒内迅速分解和改变。这些短核包包含4个核小体和大约800个碱基对DNA,从而形成染色质组织的基本单位。一种蛋白质,这种蛋白质负责基因沉默(异染色质蛋白质1α),可以锁定核小体交互和染色质更加紧凑,从而防止DNA基因表达机制来访问。

在染色质纤维中发现如此快速的动态模式,这一发现提供了新的认识:过程是如何进入DNA的(或被阻止的),例如转录因子,或转录、复制或DNA修复的机制。


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参考:Nature Communications

内容:“博科园”判定符合今主流科学

来自:洛桑联邦理工学院

编译:双螺旋

审校:博科园

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