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研究發(fā)現(xiàn)果蠅細(xì)胞中的五種染色質(zhì)類型
閱讀:561 發(fā)布時間:2014-11-10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,。
研究組從染色質(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。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,、*不同的蛋白質(zhì)組合,。基因組區(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zui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——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*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*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*不同的調(diào)控機制: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zui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,。