美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)5月20日（北京時(shí)間）報(bào)道,，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)研究人員通過(guò)一種新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，對(duì)基因組中所有成分實(shí)現(xiàn)高度控制,，生成均勻一致的染色質(zhì)串珠結(jié)構(gòu),，并開(kāi)發(fā)出分析染色體結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)工具，揭示染色體復(fù)雜的組裝過(guò)程,。新研究在用DNA鏈人工包裝染色體方面取得重要進(jìn)展,，也為基因組生化研究開(kāi)辟了新途徑。相關(guān)論文發(fā)表在5月20日的《科學(xué)》雜志上,。
染色體由DNA鏈和相關(guān)蛋白質(zhì)纏繞彎曲,，高度壓縮包裝而成。研究小組首先從酵母菌細(xì)胞中提取完整的DNA染色體組,，經(jīng)過(guò)培養(yǎng)提純,，然后加入相等分量經(jīng)純化的組蛋白（DNA與組蛋白的重量比例固定為1∶1）。組蛋白是DNA鏈纏繞成染色體的基本材料,，這樣包裝過(guò)程就開(kāi)始了,。
經(jīng)過(guò)包裝后，細(xì)長(zhǎng)的DNA基因鏈包圍著一顆顆組蛋白形成串珠一樣稱為核小體的小結(jié),，均勻分布在未打結(jié)的DNA鏈上,。核小體是一種染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步卷曲壓縮則成為染色體,。之前其他研究顯示,，組蛋白和DNA也能各自沿著DNA鏈制造一些核小體結(jié)點(diǎn)，但這些串珠的整體結(jié)構(gòu)卻和細(xì)胞內(nèi)形成的染色質(zhì)大不一樣,。
研究小組找到了一種新方法,，在實(shí)驗(yàn)中加入了酵母菌提取物和ATP，染色質(zhì)改造酶從ATP中提取了必須的能量,，沿著DNA重新配置核小體,，重新構(gòu)造出與細(xì)胞內(nèi)染色質(zhì)一樣的人造染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。
領(lǐng)導(dǎo)該研究的菲利普·科博解釋說(shuō),，染色質(zhì)改造酶會(huì)很活躍地包裝核小體,，排除每個(gè)基因最初所遭遇的障礙，生成了位置均勻一致的核小體珠鏈。如果沒(méi)有酵母菌提取物和ATP,，在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)核小體只能隨機(jī)散布,。
最關(guān)鍵的是，研究小組還開(kāi)發(fā)出一種計(jì)算機(jī)圖形組裝算法,，成為從外部研究染色體成分的有力工具,，這樣，科學(xué)家就能“看到”酵母菌細(xì)胞中超過(guò)6萬(wàn)多個(gè)核小體形成染色質(zhì)的排列方式,，從而首次在實(shí)驗(yàn)中實(shí)際探測(cè)到了染色體的結(jié)構(gòu),、功能和它們的組成基因。
染色質(zhì)組裝過(guò)程中的缺陷會(huì)導(dǎo)致多種疾病,，包括一些癌癥和慢性紊亂,。更直接地研究染色質(zhì)屬性和其組裝形狀，有助于理解疾病形成并找到相應(yīng)療法,。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原文出處：
Science DOI： 10.1126/science.1200508
A Packing Mechanism for Nucleosome Organization Reconstituted Across a Eukaryotic Genome
Zhang, Zhenhai; Wippo, Christian J.; Wal, Megha; Ward, Elissa; Korber, Philipp; Pugh, B. Franklin
Near the 5′ end of most eukaryotic genes, nucleosomes form highly regular arrays that begin at canonical distances from thetranscriptional start site. Determinants of this and other aspects of genomic nucleosome organization have been ascribed tostatistical positioning, intrinsically DNA-encoded positioning, or some aspect of transcription initiation. Here, we provideevidence for a different explanation. Biochemical reconstitution of proper nucleosome positioning, spacing, and occupancylevels was achieved across the 5′ ends of most yeast genes by adenosine triphosphate–dependent trans-acting factors. Thesetranscription-independent activities override DNA-intrinsic positioning and maintain uniform spacing at the 5′ ends of geneseven at low nucleosome densities. Thus, an active, nonstatistical nucleosome packing mechanism creates chromatin organizingcenters at the 5′ ends of genes where important regulatory elements reside.
