İlerleme Tek molekül kuvvet spektroskopisi parmak izi, transkripsiyonel kofaktör FACT'ın ikiliğini ortaya çıkarır
İki tanıdık söz "Ejderha ejderhayı doğurur, anka kuşu anka kuşunu doğurur" ve "Ejderha dokuz oğlunun farklı olmasını sağlar" biyolojik genetik fenomenin iki temel özelliğini ortaya koyar: benzerlik ve özgüllük. İnsan genomunun doğru dizilemesi, insan genlerindeki farklılıkların küçük olduğunu gösterir ( < Genetik benzerliğin kaynağını açıklayan; diğer yandan genler, yeniden modelleme faktörlerinden, montaj faktörlerinden etkilenen oldukça düzenli bir kromatin yapısı oluşturmak için histon adı verilen bir biyolojik makromolekül sınıfı tarafından birleştirilir. Histonların ve DNA'nın kimyasal modifikasyonunun yanı sıra histon varyantları ve diğer faktörler, genetik spesifikliğe yol açmıştır. Tek moleküllü manipülasyon teknolojisi, kromatinin dinamik düzenlemesini incelemek için güçlü bir yöntemdir.
Temel Yumuşak Madde Fiziği Laboratuvarı, Fizik Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi / Pekin Ulusal Yoğun Madde Fiziği Araştırma Merkezi, 2002'den beri manyetik cımbız kuvvet spektroskopisine ve floresans spektroskopisine dayanan tek moleküllü bir araştırma sistemi kurmuştur. DNA yoğunlaşmasında (JACS 2006, PRL 2012), DNA ve antikanser ilaçların rolü (NAR 2009, PRE 2015), telomer quadruplex DNA katlama (JACS 2013) ve DNA helikazın moleküler mekanizması (EMBOJ 2008, NAR 2015, PRL2016) ve diğer konular Seri ilerleme. Son zamanlarda, kromatin liflerinin dinamik yapısı sorunu üzerine araştırma yapmak için Çin Bilimler Akademisi Biyofizik Enstitüsü / Biyomakromolekül Devlet Anahtar Laboratuvarı'nın Li Guohong araştırma grubu ile işbirliği yaptılar ve bir dizi önemli ilerleme kaydettiler. İn vitro deneysel bir sistemde ilk kez, karmaşık ve yüksek seviyeli bir yapıya sahip biyolojik bir makromoleküler sistem olan kromatin liflerinin dinamik katlanma süreci ortaya çıkarılmış ve önemli bir transkripsiyonel kofaktör olan FACT'ın (Kromatin Transkripsiyonunu Kolaylaştırır) kromatin lifleri ve nükleozomlar için etkili olduğu gösterilmiştir. İki yapısal düzeyde düzenleyici işlevler.
Fizik Enstitüsü'nden araştırmacılar, kromatini gerçek zamanlı olarak izleyen ve çözen yüksek zaman çözünürlüğü (2 milisaniye), yüksek uzaysal çözünürlük (1 nanometre) ve yüksek verimli paralel ölçüm (100 numune) ile tek moleküllü manyetik cımbız ölçüm platformunu başarıyla kurdu. Lif birleşiminin dinamik süreci ve mekanik temeli, kromatin liflerin, katlama / açmanın dinamik dengesinde kararlı bir tetramerik nükleozom yapısal birim oluşturacağı ve tetramerik nükleozomların iki katlanma yolunu ortaya çıkaracağı bulunmuştur (Şekil 1); Diğer deneyler, bu yapısal birimin histon şaperon FACT tarafından düzenlendiğini göstermektedir (Şekil 2). Bu araştırma, kromatin fiber yapısının dinamik regülasyonunun mekanik temeli ve dinamik işleminin ilk gerçek zamanlı takibi ve analizidir.Orijinal "ip üzerinde boncuklar" birincil katlama modeline dayanarak, "ip üzerinde tetranükleozomlar" önerilmiştir. "Ara yapı modeli. Bu çalışma, 2016 Molecular Cell dergisinde (Mol. Cell 64, 120, 2016, IF = 14.2) yayınlandı ve Nature Reviews tarafından alıntı ve yorum için kapak olarak alıntılandı (Şekil 3, Nat. Rev. Genet. 18, 8, 2017) .
Önceki çalışma, FACT'ın, transkripsiyon makinelerinin, transkripsiyona hazırlanmak için kromatin liflerinin yapısal bariyerini aşmasına yardımcı olabileceğini ortaya koydu. Öyleyse, FACT, transkripsiyon makinesinin, transkripsiyonu başarıyla tamamlamak için nükleozomların yapısal engelini aşmasına nasıl yardımcı olur? Bu amaçla araştırmacılar, FACT'ın nükleozomlarla birleştikten sonra nükleozomların dinamik yapısı üzerindeki etkisini izlemek için manyetik bir cımbız sistemi kullandılar ve FACT'ın nükleozomların mekanik stabilitesini azaltma ve nükleozomların yapısal bütünlüğünü koruma konusunda benzersiz bir yeteneğe sahip olduğunu açıkça ortaya koydu. İkili işlev (Şekil 4). Araştırma, nükleozomların dinamik yapısının gerçek zamanlı olarak FACT tarafından düzenlenmesini analiz etti ve kromatinin yapısal bütünlüğünü bozmadan transkripsiyonun nasıl verimli bir şekilde tamamlanacağına dair önemli soruyu yanıtladı. Bu çalışma, 2018 Molecular Cell dergisinde (Mol. Cell 71,1, 2018, IF = 14.2) yayınlandı.
Bu araştırma serisi yardımcı araştırmacı Li Wei, araştırmacı Li Ming, araştırmacı Wang Pengye ve Biyofizik Enstitüsü'nden araştırmacı Li Guohong ve Chen Ping tarafından ortaklaşa tamamlandı. İlgili çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı, Bilim ve Teknoloji Bakanlığı ve Çin Bilimler Akademisi tarafından finanse edildi.
Makale bağlantısı:
1. https://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(16)30466-X;
2. https://www.cell.com/molecular-cell/fulltext/S1097-2765(18)30465-9
Şekil 1 Kromatin liflerinin dinamik katlanma yolu Tetramerik nükleozom birimi, katlama yolunda stabil bir ara durumdur.
Şekil 2 FACT'ın kromatin liflerinin negatif düzenlemesi. FACT kombinasyonu, kromatin liflerinin nükleozom zincirinin durumuna açılmasını kolaylaştırır, bu da transkripsiyon makinesi PolII'nin kombinasyonunu kolaylaştırır ve gen transkripsiyonuna hazırlanır.
Şekil 3 Nature Reviews'un kapağı bu çalışmayı alıntılar ve değerlendirir.
Şekil 4 FACT'ın nükleozomların stabilitesini azaltma ve bütünlüklerini korumaya yönelik ikili düzenlemesi. Bu bileşik işlevi, FACT'ın nükleozom yapısı aracılığıyla transkripsiyonu sorunsuz bir şekilde tamamlamak için transkripsiyon makinesi PolII'yi koordine edebileceğini ve transkripsiyondan sonra nükleozoma yardımcı olabileceğini açıklar. Vücut yapısını düzeltir.
Düzenleme: Buzsuz Kola
En Yeni 10 Popüler Makale
Görüntülemek için başlığa tıklayın
