人類基因組的信息由大約30億個DNA堿基對編碼，并包裝成23對染色體。如果所有染色體都能解開并線性排列，那么它們將是一條約2米的細線。DNA分子必須被廣泛包裝以適合核內(nèi)部，其大小在微米范圍內(nèi)。“ DNA線不是簡單地塞入細胞核中。而是以一種非常有條理的方式折疊，以確保基因組的不同部分(有時彼此相隔幾千個堿基對)可以相互交流以實現(xiàn)適當?shù)幕蚬δ堋?rdquo;弗賴堡免疫生物學和表觀遺傳學MPI小組負責人Nicola Iovino說。
這種包裝的一部分是組蛋白，它們充當線軸，圍繞該線軸纏繞DNA，從而使其緊實。DNA和蛋白質(zhì)的這種復合物稱為染色質(zhì)。因此，染色質(zhì)是將遺傳物質(zhì)進一步包裝到染色體中的基礎，染色體的結(jié)構(gòu)以其獨特的十字形而聞名。染色體本身在核內(nèi)占據(jù)著獨特的位置，稱為染色體領(lǐng)地，這也使基因組的有效包裝和組織成為可能。
有助于這種3D染色質(zhì)組織的完整機器仍待探索?，F(xiàn)在，位于弗萊堡MPI的Nicola Iovino實驗室與來自瑞士巴塞爾的Friedrich Miescher研究所的Luca Giorgetti合作，展示了異染色質(zhì)蛋白1a(HP1a)在3D染色質(zhì)重組中的基本作用。受精后的結(jié)構(gòu)。通過將強大的果蠅遺傳學與3D基因組建模相結(jié)合，他們發(fā)現(xiàn)，在早期胚胎發(fā)育過程中，需要HP1a在多個層次上建立適當?shù)娜旧|(zhì)3D結(jié)構(gòu)。
早期胚胎作為研究染色質(zhì)重編程的模型
包裝的程度以及相應的基因活性受表觀遺傳修飾的影響。這些是安裝在組蛋白上的小化學基團。Fides Zenk說：“進行這些表觀遺傳修飾的蛋白質(zhì)可以被認為是給定表觀遺傳修飾的書寫者，擦除者或閱讀者。我們發(fā)現(xiàn)，在果蠅早期胚胎發(fā)育過程中，閱讀器蛋白質(zhì)HP1a是建立染色質(zhì)結(jié)構(gòu)所必需的。” ，該研究的第一作者。
早期胚胎發(fā)育是研究控制染色質(zhì)組織過程的特別有趣的時間窗口。受精時，兩個高度專業(yè)化的細胞-精子和卵子融合。產(chǎn)生的全能合子最終將引起人體所有不同的細胞。有趣的是，大多數(shù)形狀染色質(zhì)的表觀遺傳修飾被刪除，必須重新建立。在果蠅中，尼古拉·伊維諾(Nicola Iovino)的實驗室先前表明，受精后染色質(zhì)會發(fā)生重大的重組事件。因此，研究染色質(zhì)結(jié)構(gòu)建立過程是理想的模型系統(tǒng)。
標簽： 遺傳調(diào)控
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