分子废物处理复合体在包装基因组中发挥作用

将于10月13日发表在《生物化学杂志》上的韩国科学技术研究所的一项新研究发现，蛋白酶体是细胞中分解蛋白质的必需蛋白质复合物，它还有另一个意想不到的功能：直接调节细胞核中DNA的包装。

蛋白酶体分解蛋白质，细胞在称为蛋白水解的过程中被标记为降解。蛋白酶体功能障碍已在许多生理疾病中观察到，从免疫、神经和心血管系统到整个机体的衰老过程。越来越多的研究表明，就像带有隐藏工具的瑞士军刀一样，蛋白酶体可以执行其他不涉及蛋白水解的功能。

DNA组织在细胞核内，与细胞核内的蛋白质形成复合物，称为染色质。广义来说，松散堆积的染色质或常染色质可以转录DNA并表达基因，而紧密堆积的异染色质可以阻止基因表达。

在使用酵母细胞的实验中，Daeyoup Lee实验室的研究生Hogyu David Seo发现，蛋白酶体可以在基因组的某些部分诱导异染色质的形成，但阻止它扩散到其他区域。令人惊讶的是，蛋白酶体突变表明蛋白酶体对染色质的影响对蛋白水解没有影响，这意味着蛋白酶体通过蛋白水解以外的活性影响异染色质。它是如何做到这一点的尚不清楚。

“[蛋白酶体]可以对蛋白质施加力，使它们移位、倾斜和弯曲，”Seo说。“所以我相信蛋白酶体作为异染色质的屏障在物理上调节蛋白质。我认为这可能是可行的。”

异染色质的形成和扩散在表观遗传学领域备受关注，因为一代细胞中染色质状态的变化可能会遗传给下一代。

“[蛋白酶体]可能对表观遗传编程遗传有一些影响，因为它影响异染色质的传播，”Seo说。“我不确定它是如何工作的，因为有许多工作方式，但我确定它可能会对表观遗传编程产生一些影响。”

目前，该团队正在努力了解蛋白酶体如何在酵母以外的生物中调节异染色质，包括小鼠和人类细胞。

“就蛋白质降解功能而言，蛋白酶体几乎与我们体内的每一种蛋白质都有结合，”Lee说。“我们相信我们的工作只是对这种蛋白质功能的一瞥.对蛋白酶体功能的解剖，必将有助于制定各种疾病的治疗策略，如神经系统疾病、癌症等。”

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