人類生命的藍(lán)圖就在我們每個(gè)細(xì)胞核中的DNA中。在人類細(xì)胞中，大約6.5英尺的這種遺傳物質(zhì)必須被濃縮以適應(yīng)細(xì)胞核。DNA凝聚不是隨機(jī)的。為了正常發(fā)揮作用，遺傳物質(zhì)高度組織成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，通常將對(duì)基因活性調(diào)節(jié)至關(guān)重要的廣泛分離的基因組片段聚集在一起。在一篇發(fā)表在《自然通訊》上的新篇論文中，來(lái)自?shī)W利弗·貝爾實(shí)驗(yàn)室的南加州大學(xué)干細(xì)胞科學(xué)家們闡述了這些環(huán)是如何幫助抑制或沉默基因活動(dòng)的，對(duì)人類健康有潛在的深遠(yuǎn)影響。
該研究的第一作者Daniel Bsteh說(shuō):“需要一個(gè)精心安排的調(diào)節(jié)機(jī)制來(lái)確保體內(nèi)的每個(gè)細(xì)胞都表達(dá)正確的基因集，以發(fā)揮其特定的功能。”他在奧地利科學(xué)院(IMBA)分子生物技術(shù)研究所開(kāi)始了這項(xiàng)研究，并在南加州大學(xué)凱克醫(yī)學(xué)院完成了這項(xiàng)研究。他目前是南加州大學(xué)諾里斯綜合癌癥中心的液體活檢核心經(jīng)理。
在這項(xiàng)研究中，Bsteh和他的同事們專門研究了被稱為Polycomb repression Complexes 1和2 (PRC1和PRC2)的分子所抑制的發(fā)育基因。PRC1和PRC2是防止發(fā)育基因在錯(cuò)誤的時(shí)間或錯(cuò)誤的細(xì)胞中被激活的調(diào)節(jié)因子，這已被證明會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞身份的改變，導(dǎo)致發(fā)育缺陷，或轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞。
當(dāng)PRC1和prc2抑制基因結(jié)合在一起時(shí)，基因組形成環(huán)。眾所周知，環(huán)在激活基因方面發(fā)揮著作用，但研究環(huán)如何幫助抑制基因則更具挑戰(zhàn)性。這是因?yàn)榄h(huán)與另一種稱為組蛋白修飾的基因抑制機(jī)制相互依賴。
通過(guò)在小鼠胚胎干細(xì)胞中進(jìn)行的基因篩選，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種蛋白質(zhì)PDS5A，它可以在不影響組蛋白修飾的情況下修飾環(huán)。這使得Bsteh及其同事能夠?qū)ｉT研究環(huán)和3D基因組組織對(duì)基因沉默的影響。
PDS5A的缺失破壞了這些環(huán)，從而破壞了被抑制的發(fā)育基因之間的遠(yuǎn)距離相互作用。此外，循環(huán)基因一起維持沉默狀態(tài)。當(dāng)PRC1和prc2被抑制的基因在物理上分離時(shí)，消除了環(huán)路，通常沉默的基因以異常的方式被激活。
“PDS5A是一種更大的稱為黏結(jié)蛋白的蛋白質(zhì)復(fù)合物的亞基，它是3D基因組組織的主要調(diào)節(jié)器，眾所周知，內(nèi)聚蛋白突變會(huì)導(dǎo)致幾種人類疾病，包括發(fā)育障礙和癌癥。我們發(fā)現(xiàn)的驚人之處在于，它揭示了PRC 1和PRC 2的活性依賴于黏合蛋白對(duì)3D基因組組織的精確調(diào)節(jié)，這表明'黏合病'可能與異常發(fā)育的基因沉默有關(guān)。”
（文章來(lái)源:www.ebiotrade.com/newsf/2024-1） | 
