DNA復制中核小體裝配方式
日期:2010-08-16 16:38:46
2010年4月2日,北京生命科學研究所(NIBS)朱冰實驗室在science雜志發(fā)表文章,報導了DNA復制過程中核小體裝配的方式。
核小體裝配
真核生物DNA與包括組蛋白在內的多種蛋白質組裝成為染色質,染色質的結構給基因功能提供了遺傳信息之外的另一層次的調控方式。核小體是染色質的基礎結構單元,它由DNA與組蛋白八聚體包裝而成,其中H3-H4構成組蛋白核心四聚體。組蛋白H3-H4攜帶的一系列穩(wěn)定修飾被認為可在有絲分裂細胞周期中得到繼承,起到表觀遺傳信息的作用,但是這些修飾的繼承方式尚有待研究。想要發(fā)掘組蛋白修飾的繼承機理,就必須首先澄清DNA復制過程中核小體結構的分配模式。
NIBS朱冰實驗室與蛋白質中心合作,利用基于穩(wěn)定同位素標記的定量質譜技術對DNA復制之后“新”、“舊”組蛋白的分配進行研究。作者以可誘導表達融合FLAG標簽的組蛋白H3.1和H3.3的哺乳動物細胞系作為模式體系開展實驗。在本項工作中,作者們發(fā)現(xiàn)H3.1-H4組成的核心四聚體在DNA復制過程中保持完整。此結果暗示,新的組蛋白H3.1-H4可能以相鄰核小體的已有修飾為模板,重新建立其修飾模式。作者們還首次發(fā)現(xiàn)由組蛋白變體H3.3組成的H3-H4四聚體會發(fā)生相當量的“新”、“舊”重組。這種重組的生物學意義值得進一步探究。
NIBS博士生徐墨與技術員龍承祖為本文的共同第一作者,其他作者還有研究生陳秀珍和黃暢。朱冰博士和陳涉博士為文章的共同通訊作者。此項研究由科技部863計劃和北京市科委資助,在北京生命科學研究所完成。
論文"Partition of histone H3/H4 tetramers during DNA replication dependent chromatin assembly "引起關注,science配發(fā)了Geneviève Almouzni博士題名為"Mixing or not mixing”的文章,對此項工作進行了評論與展望。評論指出“盡管早期研究認為,組蛋白H2A-H2B可以在核小體之間交換而H3-H4四聚體保持穩(wěn)定,但是近年關于新合成的H3-H4以二聚體形式與histone chaperone組裝的發(fā)現(xiàn)重新激起了爭論”,作者們的研究工作“確鑿了關于舊的組蛋白H3-H4四聚體保持穩(wěn)定的早期研究”,同時還發(fā)現(xiàn)“組蛋白變體H3.3與H4形成的四聚體在細胞周期中可以發(fā)生分裂”。該評論認為“下一步的挑戰(zhàn)在于,探究這些核小體重組模式是如何與組蛋白修飾的繼承方式相關聯(lián)的”以及“細胞是如何做出重組與否的選擇,而這種選擇是否在細胞生命和個體發(fā)育過程中被調控”。
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