DNA在平衡细胞有效的遗传信息及需求时,所呈现出来的是一种动态信息。将近 1.8m的DNA 组装进入一个小到细胞核的结构中,不是一件容易的事。但是将它拆开以获得需要的片段或基因其难易程度如何呢?这个过程当然需要去组织。
概括地说,DNA浓缩组装为染色质,染色质是DNA与组蛋白的复合物。只要DNA需要,该组蛋白就要被修饰。这些组蛋白不断的替换以保证染色质结构的正确性。而染色质结构的正确性对于细胞中所涉及到的DNA过程都是必须的。
为了弄清楚组蛋白修饰的重要性,伯拉罕研究所以及临床科学中心 的研究人员对小鼠的卵母细胞进行了研究。当小鼠卵细胞不能进行分裂时,其DNA复制缺失,这样的卵母细胞就能用于探究DNA是如何组装进入细胞。但是,当成熟的卵细胞准备好受精时,由于卵细胞的成熟需要大范围的激活或者关闭基因组以及DNA修饰,其基因组是高度活跃的。这样工作已经发表于最近一期的《Molecular Cell》,其主要的技术支持为学院所擅长的单个细胞分析技术,该项技术能在细胞上精确定位出表观遗传谱。
研究人员删除了一个组蛋白伴侣蛋白,该蛋白是负责在染色质重塑过程中组蛋白更换的蛋白家族中的一员。而后研究人员分析了删除该蛋白对卵细胞发育以及DNA甲基化累积的影响。
Gavin Kelsey博士,研究所表观遗传学项目的领导者,同时也是该文章的作者,他说:“卵母细胞在缺失该组蛋白伴侣蛋白时,有严重发育缺陷,这样的发育缺陷将会导致细胞的死亡。整个过程都被打乱,卵细胞积累了DNA损伤,而改变了的染色质将以为着基因不能有效的沉默或者表达。但是我们目前还不知道在卵母细胞中其不同的表观遗传系统之间错综复杂的关系,所以我们也没有办法去确定正常的组蛋白水平是否能对其潜在的DNA甲基化有一定的减弱作用。”
该研究解决了组蛋白更换在保存基因保真性的重要性。也让我们对基因在重塑过程中怎样保持基因完整性有了进一步的认识。这样关于卵母细胞的研究为我们理解动态基因组提供了新视角,同时揭示了细胞DNA复制的复杂过程,也使我们认识到保持染色质动态的过程对我们生殖细胞完整的重要性。
《题西林壁》——苏轼
横看成岭侧成峰,远近高低各不同。
不识庐山真面目,只缘身在此山中。
进了“染色体这座山”,希望能发现更多的景致,开掘出更多的宝藏。
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