在細(xì)胞核中，基因組DNA緊緊包裹在核小體上形成染色質(zhì)，但基因在如此緊密的包裝中是無(wú)法表達(dá)的?，F(xiàn)在德國(guó)慕尼黑大學(xué)LMU的研究團(tuán)隊(duì)，揭示了局部釋放核小體DNA的分子機(jī)制，正是這一機(jī)制使染色體DNA得以轉(zhuǎn)錄。文章發(fā)表在本期的Nature雜志上。

高等生物的細(xì)胞核負(fù)責(zé)儲(chǔ)存基因組DNA，這些DNA環(huán)繞著由四種組蛋白組成的八聚體，形成碟狀的核小體結(jié)構(gòu)?；蚪MDNA以這樣的形式包裝成為染色質(zhì)，使DNA受到良好的保護(hù)。但在這種緊密包裝的狀態(tài)下，介導(dǎo)DNA轉(zhuǎn)錄、修復(fù)和復(fù)制的酶難以接觸到DNA，也就無(wú)法執(zhí)行其正常功能。

包括組蛋白分子伴侶在內(nèi)的核小體重塑因子，負(fù)責(zé)令染色質(zhì)保持動(dòng)態(tài)，以便進(jìn)行DNA轉(zhuǎn)錄等程序。這些因子能夠局部修飾核小體結(jié)構(gòu)，與組蛋白亞基相互作用，甚至能將緊密包裝的DNA從核小體上解開(kāi)。

FACT復(fù)合體就是一種保守的組蛋白分子伴侶，是細(xì)胞分裂和DNA修復(fù)所必須的因子。FACT復(fù)合體能夠識(shí)別核小體，并在DNA轉(zhuǎn)錄、復(fù)制和修復(fù)過(guò)程中確保染色質(zhì)的完整性。FACT能特異性地與H2A-H2B組蛋白二聚體相互作用，這種二聚體是核小體標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的一部分。

FACT識(shí)別H2A–H2B二聚體的能力，是其多種功能的核心?！叭欢两裎覀冞€不了解這些組蛋白的識(shí)別機(jī)制，也不清楚FACT與H2A-H2B相互作用對(duì)其功能有何影響，”LMU的Andreas Ladurner教授說(shuō)?！耙虼耍覀冃枰私?/SPAN>FACT識(shí)別核小體時(shí)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。”

Ladurner及其同事首先分析了FACT 復(fù)合體上與H2A-H2B結(jié)合的區(qū)域（Spt16M）。“這為我們提供了FACT與組蛋白相互作用的一些線索，但這樣的信息還不足以揭示核小體的識(shí)別機(jī)制，”文章的第一作者Maria Hondele說(shuō)?！坝谑?，我們又通過(guò)高分辨率的X射線晶體技術(shù)，分析了FACT與組蛋白二聚體結(jié)合時(shí)的結(jié)構(gòu)?！?/SPAN>

晶體結(jié)構(gòu)顯示，FACT的結(jié)合阻斷了組蛋白二聚體上的一個(gè)關(guān)鍵位點(diǎn)，該位點(diǎn)與DNA的親和力很高。研究人員指出，Spt16M區(qū)域與組蛋白相互作用，使FACT逐漸侵入核小體，阻斷組蛋白二聚體與DNA的接觸。在此基礎(chǔ)上，FACT使部分核小體發(fā)生重塑，增強(qiáng)了“核小體呼吸”現(xiàn)象，使局部DNA從核小體上釋放出來(lái)，允許基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄?！芭c傳統(tǒng)觀點(diǎn)不同的是，上述機(jī)制并不需要將DNA從核小體上完全解開(kāi)，而是允許轉(zhuǎn)錄機(jī)器通過(guò)核小體，”Ladurner說(shuō)。研究人員指出，正是借助上述機(jī)制，細(xì)胞核中的染色體裝配才得以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。