轉(zhuǎn)錄活性常染色質(zhì)與受阻遏異染色質(zhì)的染色質(zhì)傳統(tǒng)分類曾是一個有用的模型,，但它應(yīng)該進(jìn)行升級,，以適應(yīng)人們?nèi)找嬖黾拥挠嘘P(guān)染色質(zhì)功能域的知識。一項在果蠅中對與蛋白質(zhì)有關(guān)的53種染色質(zhì)進(jìn)行的大規(guī)模綜合性全基因組分析表明,，染色質(zhì)有五種主要類型,；這些可以構(gòu)成描述表觀基因組的新框架,。
阿姆斯特丹市荷蘭癌癥研究所的Guillaume J. Filion和同事從染色質(zhì)蛋白質(zhì)組中選擇了一組寬泛的蛋白質(zhì),，并利用DamID方法在一個胚胎果蠅細(xì)胞株中繪制了它們的基因組位置,。在這項技術(shù)中,，每種感興趣的蛋白質(zhì)都被混合了DNA腺嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶（Dam），它利用一個甲基腺嘌呤足跡標(biāo)記了蛋白質(zhì)—DNA的相互作用位點(diǎn),。研究人員隨后利用一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的計算分類策略在整個基因組中鑒別出了周期性的,、完全不同的蛋白質(zhì)組合?；蚪M區(qū)域——長度從1kb變化到100多kb——通過它們的蛋白質(zhì)信號而分成了5個清晰的類別,，并且研究人員給每一個類別賦予了一個有顏色的名字,。
綠色類和藍(lán)色類染色質(zhì)與兩種之前定義的受阻遏異染色質(zhì)類型相一致：“典型的”異染色質(zhì)包括異染色質(zhì)蛋白質(zhì)1（HP1）,、（綠染色質(zhì)）和多梳組（PcG）關(guān)聯(lián)染色質(zhì)（藍(lán)色染色質(zhì)）。利用染色質(zhì)免疫沉淀反應(yīng),，F(xiàn)ilion等人還發(fā)現(xiàn)組蛋白在綠色和藍(lán)色區(qū)域改變了,，這與這些異染色質(zhì)亞型之前的認(rèn)知相匹配。
引人注目的是,，研究人員發(fā)現(xiàn)受阻遏異染色質(zhì)的最豐富的形式——覆蓋了48%的基因組并且能夠形成大的區(qū)域（>100 kb）——是一種新類型（被命名為黑色）,。盡管黑色染色質(zhì)域相對基因貧乏——它們包含了大于4000個基因，F(xiàn)ilion等人發(fā)現(xiàn)這些基因沒有或只有非常有限的轉(zhuǎn)錄活性,。插入黑色區(qū)域的報道轉(zhuǎn)基因通常都是受阻遏的,，這意味著黑色染色質(zhì)的活性抑制了轉(zhuǎn)錄。在胚胎細(xì)胞的沉默黑色區(qū)域中的基因在一些其他的組織中也有表達(dá),，因此研究人員推測這種形式的染色質(zhì)或許與發(fā)育調(diào)控有關(guān),，至少是部分相關(guān)。
DamID數(shù)據(jù)的分類同時表明，常染色質(zhì)包含有兩個截然不同的類型,。黃色和紅色染色質(zhì)都含有蛋白質(zhì)和組蛋白改變——這是轉(zhuǎn)錄活性區(qū)域的特點(diǎn)——并產(chǎn)生大量的mRNA,，但是紅色染色質(zhì)攜帶了幾種對于這種染色質(zhì)而言是獨(dú)一無二的調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)，包括核小體改造Brahma,。同樣,，盡管是類似水平的轉(zhuǎn)錄，組蛋白H3在賴氨酸36上的三甲基化——這之前被描述為轉(zhuǎn)錄延伸的一種普遍的標(biāo)記——被高度富集于黃色區(qū)域中的基因,，但在紅色染色質(zhì)中卻沒有,。有趣的是，活性染色質(zhì)的這兩種形式可能反映了不同基因類型的完全不同的調(diào)控機(jī)制：黃色染色質(zhì)中的基因具有占優(yōu)的廣泛表達(dá),，并具有基本的細(xì)胞功能,，然而紅色染色質(zhì)區(qū)域中的基因則更加特殊。研究人員在最近出版的《細(xì)胞》雜志上報告了這一研究成果,。
研究人員指出,，與染色質(zhì)有關(guān)的蛋白質(zhì)被廣泛保存于物種中，因此很可能這種分類將廣泛適用,。新區(qū)域類型的更多研究將為染色質(zhì)如何幫助控制基因表達(dá)提供一個更微妙的觀點(diǎn),。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦英文摘要：
Cell doi:10.1016/j.cell.2010.09.009
Systematic Protein Location Mapping Reveals Five Principal Chromatin Types in Drosophila Cells
Guillaume J. Filion, Joke G. van Bemmel, Ulrich Braunschweig, Wendy Talhout, Jop Kind, Lucas D. Ward, Wim Brugman, Inês J. de Castro, Ron M. Kerkhoven, Harmen J. Bussemaker, Bas van Steensel
Chromatin is important for the regulation of transcription and other functions, yet the diversity of chromatin composition and the distribution along chromosomes are still poorly characterized. By integrative analysis of genome-wide binding maps of 53 broadly selected chromatin components in Drosophila cells, we show that the genome is segmented into five principal chromatin types that are defined by unique yet overlapping combinations of proteins and form domains that can extend over > 100 kb. We identify a repressive chromatin type that covers about half of the genome and lacks classic heterochromatin markers. Furthermore, transcriptionally active euchromatin consists of two types that differ in molecular organization and H3K36 methylation and regulate distinct classes of genes. Finally, we provide evidence that the different chromatin types help to target DNA-binding factors to specific genomic regions. These results provide a global view of chromatin diversity and domain organization in a metazoan cell.
