Cell：染色質(zhì)調(diào)控因子組合圖譜
日期：2011-12-28 09:48:54
近日來(lái)自美國(guó)哈佛-麻省理工的博德研究所、霍華德• 休斯醫(yī)學(xué)研究所、麻省總醫(yī)院和哈佛醫(yī)學(xué)院等機(jī)構(gòu)的研究人員在新研究中利用一種新技術(shù)揭示了染色質(zhì)調(diào)控蛋白以特異性組合的方式參與調(diào)控染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)和活性的機(jī)制。相關(guān)研究論文于12月23日發(fā)表在《細(xì)胞》（Cell）雜志上。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是來(lái)自麻省總醫(yī)院和哈佛醫(yī)學(xué)院病理學(xué)系副教授、博德研究所資深研究員Bradley Bernstein以及博德研究所核心成員、麻省理工學(xué)院副教授Aviv Regev。
“我們知道許多不同的染色質(zhì)調(diào)控因子參與操縱了染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)和活性，然而一直以來(lái)對(duì)于這些調(diào)控因子作用機(jī)制卻并不是很清楚，”博德研究所表觀基因組學(xué)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Charles Epstein解釋說。
“我們希望能夠找到一種途徑來(lái)研究這些染色質(zhì)調(diào)控因子的組合機(jī)制，”文章的共同第一作者、麻省總醫(yī)院和博德研究所博士后研究員Alon Goren說。盡管過去的十年來(lái)，研究人員獲得了大量關(guān)于組蛋白修飾及其對(duì)染色質(zhì)影響的信息數(shù)據(jù)，在多種細(xì)胞類型中證實(shí)了組蛋白修飾對(duì)基因、蛋白質(zhì)及酶的調(diào)控作用。然而對(duì)于這些因子和復(fù)合物是如何增加、消除及維持組蛋白修飾的機(jī)制仍知之甚少。Goren補(bǔ)充說：“新研究為我們提供了一種了解染色質(zhì)調(diào)控的新的系統(tǒng)性的方法。”
在這篇文章中，研究人員開發(fā)出了一種稱為“ChIP-string”的新技術(shù)，將常規(guī)的染色質(zhì)分析技術(shù)“染色質(zhì)免疫沉淀法”與研究基因表達(dá)Nanostring nCounter分析系統(tǒng)相結(jié)合。利用這一技術(shù)對(duì)兩個(gè)不同細(xì)胞系中的染色質(zhì)調(diào)控因子進(jìn)行了全面篩查分析。“利用新技術(shù)，我們對(duì)兩種不同人類細(xì)胞系中的30種染色質(zhì)調(diào)控因子進(jìn)行了研究，揭示了這些因子以一種高效組合的方式協(xié)同發(fā)揮功能。”
研究小組發(fā)現(xiàn)這些調(diào)控因子以特定的方式組合形成模塊從而協(xié)同發(fā)揮功能。研究人員在癌細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)了6種不同的模塊。在這些模塊中，特異性的激活因子與抑制因子相互組合就像相互連接的齒輪一樣協(xié)同發(fā)揮作用，從而表現(xiàn)出雙功能特性。Goren 解釋說：“我們?cè)谌旧|(zhì)的調(diào)控區(qū)域發(fā)現(xiàn)了這種模塊化和雙功能性特征，我們認(rèn)為該機(jī)制有可能對(duì)細(xì)胞起著重要的微調(diào)控作用。”
在進(jìn)一步的統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)分析中，研究人員發(fā)現(xiàn)一種調(diào)控因子實(shí)際上可參與組合多種不同的模塊，差別只是其中一些組合力較強(qiáng)，而另一些較弱。“根據(jù)組合的不同，調(diào)控因子表現(xiàn)出不同的活性，”Goren說。
談到下一步的計(jì)劃，研究小組表示他們希望能根據(jù)染色質(zhì)調(diào)控因子的活性分類來(lái)推測(cè)出組蛋白的修飾模式。利用RNAi技術(shù)，他們將進(jìn)一步通過敲除染色質(zhì)調(diào)控模塊元件的方式研究這些因子的功能及影響。“這使得我們能夠更深入地從功能上了解當(dāng)某些特異的染色質(zhì)調(diào)控因子功能受擾時(shí)將要發(fā)生的分子事件，”Epstein說。
