來(lái)自哈佛大學(xué)及麻省理工學(xué)院的研究人員稱，她們采用超分辨率成像揭示出了不同表觀遺傳狀態(tài)的獨(dú)特染色質(zhì)折疊。這一重要的成果發(fā)布在1月13日的《自然》（Nature）雜志上。
論文的通訊作者是著名的華人女科學(xué)家莊小威（XiaoweiZhuang）。莊小威早年畢業(yè)于中國(guó)科技大學(xué)少年班，34歲時(shí)成為了哈佛大學(xué)的化學(xué)和物理雙學(xué)科正教授，是哈佛物理系和化學(xué)系少有的雙科教授。莊教授當(dāng)選為美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士，刷新了美國(guó)科學(xué)院最年輕華人院士的紀(jì)錄。她所研發(fā)的超高分辨率技術(shù)STORM與諾獎(jiǎng)得主EricBetzig的成果不相伯仲，卻和的諾貝爾化學(xué)擦肩而過（延伸閱讀：著名學(xué)者莊小威Cell發(fā)布突破性技術(shù)）。
多方的證據(jù)表明，千堿基至兆堿基尺度上的染色質(zhì)空間組織對(duì)于基因組功能至關(guān)重要�；�、基因簇及調(diào)控結(jié)構(gòu)域的大小都在這一范圍內(nèi)；此外，相隔這一距離范圍的基因組元件相互之間的物理互作對(duì)于基因活性起重要作用。
近期的高通量染色質(zhì)構(gòu)象捕獲研究揭示，單條染色體被分割成長(zhǎng)度在數(shù)十千堿基(kb)到數(shù)兆堿基(Mb)之間的接觸結(jié)構(gòu)域或拓?fù)湎嚓P(guān)結(jié)構(gòu)域，這種結(jié)構(gòu)組織有可能與各種基因組功能相關(guān)。此外，也有人將染色質(zhì)分割為以生物化學(xué)修飾和DNA結(jié)合蛋白為特征的不同表觀遺傳狀態(tài)結(jié)構(gòu)域。然而，目前對(duì)于這些不同表觀遺傳狀態(tài)間的染色質(zhì)三維（3D）組織差異卻不是很清楚。
在這篇Nature文章，莊小威與同事們采用超分辨率成像調(diào)查了不同表觀遺傳狀態(tài)的染色質(zhì)3D組織。她們?cè)诠壷袑⒒蚪M結(jié)構(gòu)域分為轉(zhuǎn)錄活化、轉(zhuǎn)錄失活或多梳（Polycomb）抑制三種不同的狀態(tài)，并觀察了每種狀態(tài)的不同染色體組織。
研究人員發(fā)現(xiàn)三種類型的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域三維物理尺寸和結(jié)構(gòu)域長(zhǎng)度之間均顯示冪次（power-law）縮放比例，但每種類型具有不同的縮放指數(shù)。多梳抑制結(jié)構(gòu)域顯示最密集的包裝及最有趣的染色質(zhì)折疊特性：染色質(zhì)包裝密度隨結(jié)構(gòu)域長(zhǎng)度而增加。不同于轉(zhuǎn)錄活化和轉(zhuǎn)錄失活染色質(zhì)顯示相似的組織，多梳抑制結(jié)構(gòu)域內(nèi)染色質(zhì)高度地混雜在一起。并且，相比于失活結(jié)構(gòu)域，多梳抑制結(jié)構(gòu)域在空間上更大程度排斥鄰近的活化染色質(zhì)。計(jì)算模擬和敲低實(shí)驗(yàn)表明，多梳家族蛋白（Polycomb-groupprotein）介導(dǎo)的可逆性染色質(zhì)互作，對(duì)這些抑制染色質(zhì)的獨(dú)特包裝特性起重要作用。
新研究利用超分辨率圖像揭示出了Kb-Mb尺度上不同表觀遺傳狀態(tài)的獨(dú)特染色質(zhì)包裝。研究結(jié)果表明，表觀遺傳因子不僅將基因組劃分成為了具有不同生物化學(xué)特性的獨(dú)特一維結(jié)構(gòu)域，還可以塑造這些結(jié)構(gòu)域的三維納米級(jí)結(jié)構(gòu)，這有可能與一些生物化學(xué)特性一起發(fā)揮作用調(diào)控了基因表達(dá)。
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/760948.html
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