生物学家揭开DNA“成环状”的另一个谜团

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细胞内部显示,细胞核内染色质纤维(黄色)由CTCF蛋白(粉红色)在三维空间中形成的环状排列而成。 DNA由染色质上的淡蓝色线表示。

翻译:Grace 校对:Sandy

文章来源: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180315122933.htm

科学家们发现了DNA在细胞核内如何形成环状的另一个关键——一种可能会影响基因表达的精确“包装”法。

《科学》杂志刊登了埃默里大学生物学家们的研究成果,表明一种叫做半甲基化的过程在DNA成环的过程中以特定的方式发挥了作用。研究人员还证实,半甲基化是特意保留的,而不是以往所认为的随机错误,并通过人类细胞代代相传。

染色质由CTCF和其他蛋白质,以及DNA和RNA组成。染色质的作用之一是将DNA折叠成更紧凑的形状。越来越多证据表明,DNA的折叠过程不仅是为了让DNA适应细胞核内狭小空间,而且是影响基因正常或失调表达的原因之一。

DNA甲基化是通过在双螺旋链的特定碱基对的位置添加甲基,从而改变DNA的活性。而半甲基化是指在一个DNA螺旋链中加入甲基,而另一个没有。

研究人员发现,半甲基化只发生在CTCF的结合位点。 CTCF是使DNA形成环状的主要蛋白质。科赛斯说:“如果人为去掉半甲基化,CTCF就不再参与成环。半甲基化的作用似乎能让CTCF成环。”

他们观察到,当CTCF制作DNA环时,它结合在最前端,向前引领DNA序列。

“过去研究表明,某些疾病与CTCF结合相关障碍有关,比如CTCF蛋白本身突变,或与之结合的DNA序列突变,” 科赛斯说。 “如今,我们将问题拉回到DNA环和染色质三维​​组织结构,以及它们如何影响基因表达。”

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