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      在果蠅中核小體定相的全基因組規(guī)則
      
			
      
				2019-03-11 09:58:24
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      LMU研究人員首次系統(tǒng)地確定了果蠅基因組包裝單元的定位，并發(fā)現(xiàn)了一種新的蛋白質(zhì)，它定義了它們與DNA序列的關(guān)系。
      

      在果蠅中核小體定相的全基因組規(guī)則
      

      在將基因組DNA存儲(chǔ)在細(xì)胞核中的生物體中，遺傳信息被包裝成稱為染色質(zhì)的濃縮形式。在染色質(zhì)中，DNA被纏繞在稱為核小體的顆粒周圍，每個(gè)顆粒由四種組蛋白組成，并且所得的“線軸”通過(guò)接頭DNA彼此分開(kāi)。因此，每個(gè)細(xì)胞的染色體都可以被認(rèn)為是一個(gè)開(kāi)放的項(xiàng)鏈，其中DNA形成細(xì)胞串，核小體是珍珠。核小體相對(duì)于每個(gè)DNA分子的核苷酸序列的精確定位以及各個(gè)核小體之間的距離可以對(duì)基因調(diào)節(jié)具有重要影響，因此必須嚴(yán)格控制。利用果蠅果蠅(Drosophila melanogaster)作為模型，由LMU生物醫(yī)學(xué)中心的Peter Becker教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組現(xiàn)已系統(tǒng)地確定核小體沿DNA的排列，并確定了一種新的蛋白質(zhì)，它在確定其位置方面發(fā)揮作用。研究結(jié)果發(fā)表在期刊的新一期分子細(xì)胞。
      

      以前的研究表明，核小體處于活躍基因的起始位置通常以非常有序的方式組織，固定長(zhǎng)度的DNA將每一個(gè)與下一個(gè)分開(kāi)。這種非隨機(jī)排列稱為定相核小體陣列，這種現(xiàn)象稱為核小體定相。“這些核小體組可以通過(guò)這樣的方式進(jìn)行排序，即在暴露的DNA中留下重要的基因調(diào)控序列，”該研究的第一作者桑德羅·巴爾迪解釋說(shuō)。“所以我們專門(mén)搜索了果蠅基因組中的這些數(shù)組。” 這主要涉及組裝果蠅中所有核小體位置的全基因組圖譜。借助新開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)分析方法，Becker及其團(tuán)隊(duì)能夠識(shí)別和編目所有發(fā)現(xiàn)相位核小體陣列的位點(diǎn)。
      

      事實(shí)證明，約有一半的常規(guī)核小體位于活性基因附近。該結(jié)果證實(shí)，定相確實(shí)與基因活性有關(guān)。“令我們驚訝的是，”Baldi說(shuō)，“定期排列的核小體組的另一半與基因序列或其他已知的調(diào)控DNA區(qū)域無(wú)關(guān)。”
      

      為了更多地了解核小體定位的基礎(chǔ)機(jī)制，Becker和他的同事開(kāi)發(fā)了一種在試管中組裝果蠅染色質(zhì)的新方法。他們首先分離出果蠅DNA，不含蛋白質(zhì)，然后加入從果蠅卵中獲得的蛋白質(zhì)提取物。該提取物包含早期胚胎發(fā)育所需的所有因子，包括與染色質(zhì)結(jié)合的組蛋白和非組蛋白。
      

      “在將提取物添加到純化的基因組DNA的一小時(shí)內(nèi)，混合物的成分自動(dòng)形成與我們?cè)诠壖?xì)胞核中發(fā)現(xiàn)的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)基本相同，”Becker說(shuō)。特別是，研究人員證實(shí)，在自組裝過(guò)程中，與活性基因無(wú)關(guān)的定相核小體群被正確放置。在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中，他們遇到了一種以前沒(méi)有特征的蛋白質(zhì)，它直接與裸露的DNA結(jié)合，并在其周圍形成一個(gè)規(guī)則間隔的核小體。
      

      “這種新蛋白質(zhì)可能在基因組組織中起著重要作用，因?yàn)樗菍?dǎo)致定相的主要因素之一，這就是為什么我們將它命名為Phaser，”Becker說(shuō)。“目前尚不清楚哺乳動(dòng)物是否擁有相似的蛋白質(zhì)。無(wú)論如何，闡明這些相位蛋白的功能將非常有趣。我們的體外重建染色質(zhì)的方法將使我們能夠深入了解其他機(jī)制?；蚪M組織，可用于進(jìn)一步詳細(xì)研究基因組生物學(xué)的許多其他方面。“
      
			

			
        
      
			
      
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