分子生物学相位器整齐排列核小体

LMU研究人员首次系统定位了果蝇基因组的包装单位，并发现了一种新的蛋白质，这种蛋白质定义了它们与DNA序列的关系。

在细胞核中储存基因组DNA的生物中，遗传信息以称为染色质的浓缩形式包装。在染色质中，DNA包裹在称为核小体的颗粒周围，每个核小体由四个组蛋白组成，产生的“线轴”通过接头DNA相互分离。所以每个细胞的染色体可以认为是一条开放的项链，其中DNA形成一个细胞串，核小体是一颗珍珠。核小体相对于每个DNA分子的核苷酸序列的精确位置以及核小体之间的距离会对基因调控产生重要影响，因此必须严格控制。以黑腹果蝇为模型，LMU生物医学中心的Peter Becker教授领导的研究小组现在已经系统地确定了核小体沿DNA的排列，并确定了一种新的蛋白质，这种蛋白质在确定其位置方面起作用。该结果发表在新一期的《分子细胞》杂志上。

以前的研究表明，活性基因开头的核小体通常以非常有序的方式组织，固定长度的DNA将每个与下一个分开。这种非随机排列称为相控核小体阵列，这种现象称为核小体相控。“这些核小体群可以排序，以便在DNA暴露中留下重要的基因调控序列，”该研究的第一作者Sandro Baldi解释说。"因此，我们专门在果蝇基因组中寻找这些阵列."这主要涉及组装果蝇所有核小体位置的全基因组图谱。在新开发的数据分析方法的帮助下，Becker和他的团队能够识别并记录所有站点在哪个阶段发现了核小体阵列。

已经证明，大约一半的常规核小体位于活性基因附近。结果证实了相位的确与基因活性有关。“但令我们惊讶的是，”巴尔迪说，“规则排列的核小体群的另一半与基因序列或其他已知的调控DNA区域无关。”

为了更多地了解核小体定位的基本机制，Becker和他的同事开发了一种在试管中组装果蝇染色质的新方法。他们首先分离出不含蛋白质的果蝇DNA，然后加入果蝇卵的蛋白质提取物。该提取物含有早期胚胎发育所需的所有因子，包括结合染色质的组蛋白和非组蛋白。“在将提取物加入纯化的基因组DNA的一小时内，混合物的成分自发地形成与果蝇中发现的染色质结构基本相同的染色质结构。细胞核，”贝克尔说。“特别是，研究人员证实，在自组装过程中，与活性基因无关的分阶段核小体群被正确放置。在进一步的实验中，他们遇到了一种以前没有特征的蛋白质，它与裸露的DNA结合，并在其周围触发了规则间隔核小体群的形成。

“这种新蛋白质可能在基因组组织中发挥重要作用，因为它是导致相位变化的主要因素之一，这就是为什么我们将其命名为Phaser，”贝克尔说。“尚不清楚哺乳动物是否有类似的蛋白质。无论如何，阐明这些相蛋白的功能将是非常有趣的。我们在体外重建染色质的方法将使我们能够深入了解其他机制。基因组组织，可用于进一步详细研究基因组生物学的许多其他方面。”

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