Nature子刊：揭示組蛋白的運輸列車

日期：2014-03-10 09:06:04

DNA及其結(jié)構(gòu)每次隨著我們的細胞分裂而進行復制。組蛋白是這一結(jié)構(gòu)的關鍵構(gòu)件，包含著調(diào)控我們基因的重要信息。丹麥的研究人員現(xiàn)在揭示了，我們細胞中的一種酶控制將組蛋白可靠及高速地傳送至DNA復制中心的機制。這一穿梭機制對于維持我們基因的正常功能以及防止疾病至關重要。研究結(jié)果發(fā)表在《自然通訊》（Nature Communications）雜志上。

由來自哥本哈根大學生物技術(shù)研究及創(chuàng)新中心（BRIC）和南丹麥大學的研究人員組成的一個跨學科研究小組，發(fā)現(xiàn)這一細胞運輸機制能夠進行快速及細微地調(diào)整，他們將之比作是亞洲的高速列車。

Ilnaz Klimovskaia說：“利用先進的實驗室技術(shù)，我們揭示了我們細胞中一種叫做TLK1的酶是如何調(diào)控將組蛋白運輸至DNA復制中心的。這樣專門供應組蛋白對于我們細胞分裂之時維持基因組結(jié)構(gòu)至關重要。”

新研究結(jié)果表明，TLK1控制了Asf1分子的活性。Asf1作為一列貨運列車將組蛋白運輸?shù)搅思毎至阎畷rDNA的復制之所——我們的細胞核處。TLK1的酶活性使Asf1轉(zhuǎn)變?yōu)橐涣锌焖倭熊嚕軌蚓_、快速、及時地將組蛋白運輸?shù)叫滦纬傻?/span>DNA處。

TLK1促成了細胞身份

由于包含著可以開啟或關閉基因的信息，組蛋白對我們的基因活性起重要的作用。這一信息只有當DNA盤繞著組蛋白，形成稱之為染色質(zhì)的有序基因組結(jié)構(gòu)時才能傳達。由于我們所有的細胞中都包含著完全一樣的基因，組蛋白信息對于激活維持某一細胞身份必需的一組基因起至關重要的作用。例如，心臟基因只需在心臟細胞中開啟，而在其他的細胞類型則被關閉。

Ilnaz Klimovskaia說：“我們證實TLK提高了關鍵時間點的組蛋白供應。通過控制將組蛋白運輸?shù)轿覀兊?/span>DNA處，TLK和Asf1確保了細胞分裂過程中染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和它的信息被正確復制，因此細胞身份得以維持。”

在癌癥形成過程中喪失染色質(zhì)完整性

緊密協(xié)調(diào)DNA復制與組蛋白一類的主要染色質(zhì)構(gòu)件供應，對于維持我們正常的細胞功能至關重要。如果染色質(zhì)結(jié)構(gòu)出錯，它會影響基因表達以及我們的DNA穩(wěn)定性。后兩者一起構(gòu)成危險的雞尾酒，有可能推動細胞改變，導致癌癥形成。

“我們的研究從新的層面來了解了我們體內(nèi)的細胞分裂之時染色質(zhì)的維持機制。這一信息對于了解細胞如何維持它們的身份以及保護基因組，避免癌癥形成具有重要的意義，”研究組的領導者、副教授Anja Groth說。

下一步該研究小組打算更深入地了解染色質(zhì)復制的調(diào)控機制。研究小組還在探索靶向TLK酶是否可用于癌癥治療中，因為他們推測減少高分裂癌細胞中的組蛋白供應，有可能會使得腫瘤細胞對現(xiàn)有癌癥藥物更加的敏感。