北京生命科學研究所、北京協(xié)和醫(yī)學院、北京師范大學和中國農(nóng)業(yè)大學的科研工作者,利用基于穩(wěn)定同位素標記的定量質(zhì)譜技術對DNA復制之后“新”、“舊”組蛋白的分配進行研究。他們在核小體裝配研究方面取得了新的進展。北京生命科學研究所的朱冰博士與陳涉博士為文章通訊作者。
北京生命科學研究所、北京協(xié)和醫(yī)學院、北京師范大學和中國農(nóng)業(yè)大學的科研工作者在DNA復制過程中核小體裝配研究方面取得新的進展。北京生命科學研究所的朱冰博士與陳涉博士,主要工作在北京生命科學研究所完成。
真核生物DNA與包括組蛋白在內(nèi)的多種蛋白質(zhì)組裝成為染色質(zhì),染色質(zhì)的結構給基因功能提供了遺傳信息之外的另一層次的調(diào)控方式。核小體是染色質(zhì)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。
朱冰實驗室與蛋白質(zhì)中心合作,利用基于穩(wěn)定同位素標記的定量質(zhì)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。
Geneviève Almouzni博士等在評論中指出“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(diào)控”。
北京生命科學研究所、北京協(xié)和醫(yī)學院、北京師范大學和中國農(nóng)業(yè)大學的科研工作者在DNA復制過程中核小體裝配研究方面取得新的進展。北京生命科學研究所的朱冰博士與陳涉博士,主要工作在北京生命科學研究所完成。
真核生物DNA與包括組蛋白在內(nèi)的多種蛋白質(zhì)組裝成為染色質(zhì),染色質(zhì)的結構給基因功能提供了遺傳信息之外的另一層次的調(diào)控方式。核小體是染色質(zhì)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。
朱冰實驗室與蛋白質(zhì)中心合作,利用基于穩(wěn)定同位素標記的定量質(zhì)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。
Geneviève Almouzni博士等在評論中指出“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(diào)控”。