如何解鎖難以接近的基因
一個國際生物學(xué)家團(tuán)隊已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了專門的酶如何重塑細(xì)胞核中極度濃縮的遺傳物質(zhì),以控制可以使用哪些基因。該發(fā)現(xiàn)將于2016年2月4日發(fā)表在Nature雜志的印刷版上。眾所周知,細(xì)胞中的DNA 被包裹在稱為核小體的結(jié)構(gòu)中的蛋白質(zhì)上,這些結(jié)構(gòu)類似于細(xì)胞串上的珠子,這允許遺傳物質(zhì)被折疊并壓縮成稱為染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)。“我們知道染色質(zhì)的壓縮會使基因表達(dá)所必需的細(xì)胞機(jī)制難以接近基因我們也知道酶打開了染色質(zhì),以確定哪些基因是可接近的并且可以在細(xì)胞中表達(dá),但直到現(xiàn)在,我們還不知道這些酶起作用的機(jī)制,“B. Franklin Pugh,Evan說。 Pugh教授,Willaman分子生物學(xué)教授,賓夕法尼亞州立大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)教授,以及該論文的兩位相應(yīng)作者之一,以及法國巴黎南部大學(xué)的MatthieuGérard。
這一發(fā)現(xiàn)是通過法國替代能源和原子能委員會(法國國家科學(xué)研究中心,國家科學(xué)研究中心)的科學(xué)家的國際合作實現(xiàn)的,法國巴黎南部大學(xué),中國廣州南方醫(yī)科大學(xué)和美國賓夕法尼亞州立大學(xué)。
研究人員首先繪制了幾種“染色質(zhì) - 重塑酶”在小鼠胚胎干細(xì)胞的整個基因組中的位置。該映射顯示,重構(gòu)酶在位于基因序列開始之前的包裹DNA的位點(diǎn)處與特定核小體“珠子”結(jié)合。這些位點(diǎn)非常重要,因為它們是表達(dá)基因的過程開始的地方 - 基因表達(dá)所需的其他蛋白質(zhì)合作開啟基因的過程。
然后研究人員通過減少胚胎干細(xì)胞中每種酶的含量來測試染色質(zhì) - 重塑酶如何影響基因表達(dá)。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),一些染色質(zhì) - 重塑酶促進(jìn)基因表達(dá),一些抑制基因表達(dá),有些人可以同時做到這兩點(diǎn)。
“在胚胎發(fā)育和成年生活過程中,基因的正確表達(dá)對于確定不同類型細(xì)胞的特性和功能是必要的,”Pugh說。“染色質(zhì) - 重構(gòu)酶通過允許或阻斷在基因開始時進(jìn)入DNA的關(guān)鍵部分,幫助每種細(xì)胞類型準(zhǔn)確地表達(dá)適當(dāng)?shù)幕蚪M。”
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