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遗传物质的分子开关

来源:生物通
摘要:遗传物质中包含了许多对于细胞身份(cellidentity)和基因组稳定极其重要的无活性区域。HP1蛋白在关闭这样的基因组序列中发挥了关键性的作用。在最新一期的《分子细胞》(Molecularcell)杂志上,来自弗雷德里希米歇尔生物医学研究所(FMI)和巴塞尔大学的研究人员展开协作从分子水平上揭示了HP1在抑制基因组中发挥功能的......

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遗传物质中包含了许多对于细胞身份(cell identity)和基因组稳定极其重要的无活性区域。HP1蛋白在关闭这样的基因组序列中发挥了关键性的作用。在最新一期的《分子细胞》(Molecular cell)杂志上,来自弗雷德里希米歇尔生物医学研究所(FMI)和巴塞尔大学的研究人员展开协作从分子水平上揭示了HP1在抑制基因组中发挥功能的机制。

我们细胞中的遗传物质由活性区域和非活性区域组成。活性区域内的基因像一本打开的书一样可以被阅读,而无活性的部分仍然被严密地锁藏着。这些功能上保守的基因组压缩区域对于基因调控,以及细胞分裂过程中染色体的稳定性和正确分布起重要的作用。它通过遗传物质自身的生化修饰或是组蛋白来获得特性。一个最初在果蝇中被发现的异染色质蛋白1(HP1)以高度特异性特别地结合到了修饰组蛋白上,确保了关闭区域的失活。

HP1监控了遗传物质的失活 HP1蛋白特异地结合标记蛋白,关闭了潜在的基因组序列。利用酵母细胞生物学结合生物物理学方法,弗雷德里希米歇尔生物医学研究所的Marc Bühler及其研究团队与巴塞尔大学Sebastian Hille研究小组的结构生物学家们从分子水平上揭示了这一过程运作的机制。不仅仅是通过单个的HP1蛋白,在连续的传递中这样的蛋白质集体结合到了组蛋白上发挥了监控者的作用。在这一过程中,HP1拦截了受到抑制的遗传物质不必要的RNA转录物,将这些分子护送至降解它们的细胞机器处。与此同时,新的HP1占据了组蛋白上腾出的空间。这一不断的转换确保了从基因组非活性区域生成RNA转录物遭到连续的破坏。

动态的相互作用 

生物物理学测量显示了HP1动态监控染色质情况的过程。这种动态循环使得细胞可以同时在两种不同的水平上调控基因失活。Marc Bühler 实验室的博士生Claudia Keller 说:“我们的发现证实了HP1在酵母中的重要性。并且HP1在整个进化过程中保留了下来,同样存在于人类细胞中。未来我们将针对性更好地了解蛋白质在人类中的作用机制,并将更详细地调查HP1的结构。”

(生物通:何嫱)

作者: 2012-6-14
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