Cell子刊：遺傳物質(zhì)的分子開關(guān)
日期：2012-06-13 08:09:37
遺傳物質(zhì)中包含了許多對于細(xì)胞身份（cell identity）和基因組穩(wěn)定極其重要的無活性區(qū)域。HP1蛋白在關(guān)閉這樣的基因組序列中發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用。在最新一期的《分子細(xì)胞》（Molecular cell）雜志上，來自弗雷德里希米歇爾生物醫(yī)學(xué)研究所（FMI）和巴塞爾大學(xué)的研究人員展開協(xié)作從分子水平上揭示了HP1在抑制基因組中發(fā)揮功能的機(jī)制。
我們細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)由活性區(qū)域和非活性區(qū)域組成。活性區(qū)域內(nèi)的基因像一本打開的書一樣可以被閱讀，而無活性的部分仍然被嚴(yán)密地鎖藏著。這些功能上保守的基因組壓縮區(qū)域?qū)τ诨蛘{(diào)控，以及細(xì)胞分裂過程中染色體的穩(wěn)定性和正確分布起重要的作用。它通過遺傳物質(zhì)自身的生化修飾或是組蛋白來獲得特性。一個最初在果蠅中被發(fā)現(xiàn)的異染色質(zhì)蛋白1（HP1）以高度特異性特別地結(jié)合到了修飾組蛋白上，確保了關(guān)閉區(qū)域的失活。
HP1監(jiān)控了遺傳物質(zhì)的失活
HP1蛋白特異地結(jié)合標(biāo)記蛋白，關(guān)閉了潛在的基因組序列。利用酵母細(xì)胞生物學(xué)結(jié)合生物物理學(xué)方法，弗雷德里希米歇爾生物醫(yī)學(xué)研究所的Marc Bühler及其研究團(tuán)隊與巴塞爾大學(xué)Sebastian Hille研究小組的結(jié)構(gòu)生物學(xué)家們從分子水平上揭示了這一過程運(yùn)作的機(jī)制。不僅僅是通過單個的HP1蛋白，在連續(xù)的傳遞中這樣的蛋白質(zhì)集體結(jié)合到了組蛋白上發(fā)揮了監(jiān)控者的作用。在這一過程中，HP1攔截了受到抑制的遺傳物質(zhì)不必要的RNA轉(zhuǎn)錄物，將這些分子護(hù)送至降解它們的細(xì)胞機(jī)器處。與此同時，新的HP1占據(jù)了組蛋白上騰出的空間。這一不斷的轉(zhuǎn)換確保了從基因組非活性區(qū)域生成RNA轉(zhuǎn)錄物遭到連續(xù)的破壞。
動態(tài)的相互作用
生物物理學(xué)測量顯示了HP1動態(tài)監(jiān)控染色質(zhì)情況的過程。這種動態(tài)循環(huán)使得細(xì)胞可以同時在兩種不同的水平上調(diào)控基因失活。Marc Bühler 實驗室的博士生Claudia Keller 說：“我們的發(fā)現(xiàn)證實了HP1在酵母中的重要性。并且HP1在整個進(jìn)化過程中保留了下來，同樣存在于人類細(xì)胞中。未來我們將針對性更好地了解蛋白質(zhì)在人類中的作用機(jī)制，并將更詳細(xì)地調(diào)查HP1的結(jié)構(gòu)。”
下一篇： 人類肥胖基因或與豬相似
