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      揭示如何發(fā)生核小體重新定位以揭示遺傳性疾病
      
			
      
				2019-06-28 09:52:00
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      由早稻田大學結構生物學教授Hitoshi Kurumizaka領導的一個研究小組揭開了重疊雙核小體的晶體結構，這是一種新發(fā)現(xiàn)的染色質結構單元。這可以解釋核小體重新定位是如何發(fā)生的，并為開發(fā)治療遺傳疾病的藥物提供有價值的信息。該研究發(fā)表在“科學”雜志上。
      

      揭示如何發(fā)生核小體重新定位以揭示遺傳性疾病
      

      人類從單個細胞發(fā)育而來，它反復分裂形成有機體。這些分裂的細胞都攜帶相同的遺傳信息并分化形成具有不同功能的組織。例如，當形成手時，僅“打開”形成手所需的基因，并且除用于形成手的基因之外的所有其他基因保持關閉。表觀遺傳學是一個研究領域，旨在解釋這種所謂的基因開關，它控制構成每個生物體結構的基因的表達。
      

      DNA字符串存儲所有人的遺傳信息并且長度為2米。這種長的DNA必須包裝在直徑僅約10微米的細胞核中。為此，將DNA整齊地折疊成稱為染色質的結構。為了破譯這種情況下的遺傳信息，動態(tài)修改染色質結構用于閱讀。染色質結構的這種變化調節(jié)了被讀基因的差異并區(qū)分了細胞的表型變異。
      

      染色質由四種組蛋白組成，DNA包裹在稱為核小體的一系列線軸上。閱讀遺傳信息時，染色質結構通過在讀數(shù)開始點附近重新定位核小體，可以更容易地讀取填充到染色質中的DNA。然后，RNA聚合酶(一種轉錄基因的酶)開始從核小體移動的位置讀取DNA。這種重新定位現(xiàn)象稱為核小體重塑。據(jù)推測，在核小體重塑中，核小體碰撞并形成稱為重疊雙核體的染色質結構單元(圖01)。通過核小體重塑形成重疊的核小體被認為對于調節(jié)遺傳開關是至關重要的，但其存在和實際結構是難以捉摸的。
      

      Kurumizaka教授的研究小組以原子分辨率確定了重疊雙核小體的三維結構。
      

      “我們的團隊開發(fā)了一種方法來重建體外重疊的雙核小體，并以高純度大量制備它們。我們成功地將純化的重疊雙核小體結晶(圖02)，并使用這些方法，我們在SPring-進行了X射線衍射實驗。 8，大型同步輻射裝置。“
      

      這些發(fā)現(xiàn)有望擴展重疊雙核小體與遺傳開關之間聯(lián)系的研究。
      

      此外，在各種癌癥中發(fā)現(xiàn)了核小體重塑蛋白的突變，包括卵巢癌和膀胱癌。這表明重疊的雙核小體的不完全形成可能引發(fā)遺傳開關的異常，使正常細胞轉變?yōu)槟[瘤細胞。因此，了解重疊核小體的原子結構可以為理解染色質的異常動態(tài)如何與癌癥相關提供有價值的信息，為癌癥藥物的開發(fā)提供必要的信息。
      

      Kurumizaka教授很有興趣研究未來細胞中重疊的雙核小體形成和基因組DNA功能之間的相關性。
      
			

			
        
      
			
      
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