2021年5月10日 訊 /生物谷BIOON/ --基因轉(zhuǎn)錄通常會(huì)被啟動(dòng)子和調(diào)節(jié)元件（比如增強(qiáng)子和沉默子）之間的染色質(zhì)環(huán)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，不同的轉(zhuǎn)錄因子（TFs,，transcription factors）能夠與這些調(diào)節(jié)元件結(jié)合,，并以一種細(xì)胞類型特異性的方式來(lái)調(diào)節(jié)啟動(dòng)子-增強(qiáng)子環(huán)。盡管其在控制基因表達(dá)方面發(fā)揮著重要作用,，但轉(zhuǎn)錄因子如何促進(jìn)啟動(dòng)子-增強(qiáng)子環(huán),，目前研究人員尚不清楚,。CCCTC結(jié)合因子（CTCF）是一種維持染色質(zhì)間相互作用的重要因子,，然而研究人員并不清楚調(diào)節(jié)其與染色質(zhì)結(jié)合之間的分子機(jī)制,。
圖片來(lái)源：https://www.nature.com/articles/s41467-020-20282-1
生物體能通過(guò)一種生物化學(xué)過(guò)程錯(cuò)綜復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)來(lái)保持活力并維持健康狀況，這些過(guò)程在應(yīng)對(duì)環(huán)境改變方面往往具有顯著的可塑性,，但有時(shí)其也會(huì)出錯(cuò),，醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵原則就是了解這些途徑從而更加有效地治療疾病。日前,，一篇發(fā)表在國(guó)際雜志Nature Communications上題為“ZNF143 mediates CTCF-bound promoter–enhancer loops required for murine hematopoietic stem and progenitor cell function”的研究報(bào)告中,，來(lái)自新加坡國(guó)立大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)了一種特殊的分子開(kāi)關(guān)，其或能控制細(xì)胞開(kāi)啟基因的表達(dá)和關(guān)閉的過(guò)程,，這一過(guò)程能夠確保細(xì)胞正確且充分地執(zhí)行其在體內(nèi)的指定任務(wù),。
這篇研究報(bào)告中，科學(xué)家們利用造血干細(xì)胞作為研究對(duì)象,，造血干細(xì)胞是一種非常關(guān)鍵且重要的細(xì)胞,，其能在整個(gè)生命過(guò)程中來(lái)補(bǔ)充機(jī)體的血細(xì)胞。細(xì)胞中的基因能被編碼到長(zhǎng)長(zhǎng)的DNA鏈中,，這些DNA能被盤繞成高度復(fù)雜的結(jié)構(gòu),，即染色體；為了能使正確的基因在正確的時(shí)間以正確的數(shù)量在細(xì)胞中進(jìn)行表達(dá),，染色體的形狀就必須不斷被調(diào)整,，而這是通過(guò)一種名為CTCF的特殊蛋白來(lái)完成的，其能與DNA中擁有特殊編碼序列的部分進(jìn)行結(jié)合,，并在DNA中形成一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)來(lái)激活必要的基因進(jìn)行表達(dá),。
ZNF143能穩(wěn)定CTCF與啟動(dòng)子和增強(qiáng)子區(qū)域的結(jié)合從而調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄。
圖片來(lái)源：Zhou, Q., et al. Nat Commun 12, 43 (2021). doi：10.1038/s41467-020-20282-1
然而,，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了另外一種名為ZNF143的蛋白或能控制CTCF的活性水平,，這種所謂的鋅指蛋白擁有一種突出的分子附屬物，其能容納一個(gè)鋅原子并賦予蛋白質(zhì)具有所需要的化學(xué)特性,。研究人員通過(guò)使用分子標(biāo)記物來(lái)定位并剔除其基因來(lái)促進(jìn)ZNF143失活,，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，失去ZNF143的造血干細(xì)胞無(wú)法制造新的血液細(xì)胞,，在這種情況下或許就會(huì)引發(fā)諸如貧血癥等嚴(yán)重的疾病,。
本文研究或能幫助改善科學(xué)家們對(duì)正常干細(xì)胞發(fā)揮功能機(jī)制的理解，同時(shí)也能幫助闡明某些疾病的發(fā)病機(jī)制,。Tenen教授說(shuō)道,，基于本文研究結(jié)果，后期我們將有望理解CTCF-DNA之間結(jié)合和基因表達(dá)的調(diào)節(jié)性機(jī)制,，而這對(duì)于調(diào)查人類的發(fā)育障礙和癌癥發(fā)生意義重大,；后期研究人員還將繼續(xù)深入研究相關(guān)蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)一步闡明多種人類疾病的發(fā)病機(jī)制,。
啟動(dòng)子-增強(qiáng)子環(huán)能被ZNF143所維持。
圖片來(lái)源：Zhou, Q., et al. Nat Commun 12, 43 (2021). doi：10.1038/s41467-020-20282-1
綜上,，ZNF143-CTCF結(jié)合啟動(dòng)子增強(qiáng)子環(huán)或能調(diào)節(jié)基因表達(dá)的模式,，這對(duì)于維持小鼠造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞的功能及完整性至關(guān)重要，此外,，研究人員還發(fā)現(xiàn)了基因調(diào)節(jié)的一個(gè)共同特征,，即ZNF143是CTCF結(jié)合啟動(dòng)子增強(qiáng)子環(huán)的關(guān)鍵因子。（生物谷Bioon.com）
原始出處：
Zhou, Q., Yu, M., Tirado-Magallanes, R. et al. ZNF143 mediates CTCF-bound promoter–enhancer loops required for murine hematopoietic stem and progenitor cell function. Nat Commun 12, 43 (2021). doi：10.1038/s41467-020-20282-1
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