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      通過尾部捕獲組蛋白 一種新的探針 用于跟蹤活細胞中組蛋白的修飾
      
			
      
				2019-01-15 14:22:23
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      東京工業(yè)大學的科學家開發(fā)出一種靈敏的熒光抗體探針，專門檢測活細胞中組蛋白H4中賴氨酸20的單甲基化。該研究具有未來意義，可用于監(jiān)測單個活細胞中組蛋白修飾和基因組完整性的動態(tài)，而不會干擾細胞功能。
      

      通過尾部捕獲組蛋白 一種新的探針 用于跟蹤活細胞中組蛋白的修飾
      

      通過尾部捕獲組蛋白 一種新的探針 用于跟蹤活細胞中組蛋白的修飾
      

      通過將核DNA包裝到染色質(zhì)中來維持活細胞中的基因組完整性，染色質(zhì)保護其免受損傷并控制基因復制和表達。組蛋白是染色質(zhì)的主要蛋白質(zhì)成分，它們的翻譯后修飾調(diào)節(jié)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，在DNA修復，DNA復制，有絲分裂等生物過程中發(fā)揮重要作用。在修飾中，組蛋白H4在賴氨酸20(H4K20)的甲基化)從酵母到人類是進化上保守的，并且存在三種狀態(tài)，單 - ，二 - 和三甲基化，每種狀態(tài)都具有不同的生物學作用。研究通過組蛋白修飾調(diào)節(jié)的常規(guī)技術限于固定(死亡)細胞，因此阻止評估單個活細胞中的組蛋白修飾。
      

      為了應對這一挑戰(zhàn)，由東京工業(yè)大學創(chuàng)新研究所的Kimura教授領導的一組科學家生成了一種遺傳編碼的活細胞成像探針，用于敏感監(jiān)測H4K20單甲基化(H4K20me1)的細胞內(nèi)時空動態(tài)。該探針稱為薄荷體(修飾特異性細胞內(nèi)抗體)，是一種用熒光蛋白標記的單鏈可變片段，在活酵母，哺乳動物細胞甚至多細胞生物體中對H4K20me1的二甲基化和三甲基化具有高度特異性。
      

      H4K20me1很可能與多余(失活的)雌性X染色體(Xi)緊密堆積成異染色質(zhì)有關。在一個蛔蟲Caenorhabditis elegans模型中，Kimura教授及其同事表明，H4K20me1-薄荷體可用于監(jiān)測H4K20me1在細胞周期中的變化和劑量補償?shù)腦染色體的定位而不破壞細胞功能。因此，新的薄荷體可以克服與直接在活細胞中可視化和跟蹤組蛋白修飾相關的挑戰(zhàn)。
      

      該研究還鑒定了使用X射線晶體學和遺傳分析負責H4K20me1-薄荷體構(gòu)象穩(wěn)定性，溶解性以及因此功能性能的關鍵氨基酸。因此，制定了由于限制其使用的細胞質(zhì)中的異常折疊導致細胞內(nèi)表達的抗體片段的有限溶解度的現(xiàn)有問題的可能解決方案。
      

      將來，開發(fā)針對不同翻譯后組蛋白修飾的額外薄荷體將有助于鑒定控制表觀遺傳修飾的調(diào)節(jié)機制。
      
			

			
        
      
			
      
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