研讨提醒开放核小体招致染色质松懈的分子机制

惯例核小体的构造包含一个由四种组卵白H2A、H2B、H3、H4组装而成的卵白焦点，一条在组卵白焦点上环绕纠缠1.6圈、长度为147 bp的双链DNA。核小体具有波动的构造，对DNA构成和组卵白润饰的改动均不敏感。组卵白变体可改动核小体和染色质构造调控基因转录，在迄今测定的一切单核小体构造中，组卵白H3变体核小体是构象改动最年夜的CENP-A核小体，构造显示，CENP-A核小体包括的DNA为121 bp，然则其卵白焦点构造变更不年夜。组卵白H2A变体H2A.B和H2A.Z.2.2辨别在精原细胞和人脑组织中特异表达，在精子产生、转录肇端、RNA剪切等进程中发扬主要功效。H2A.B和H2A.Z.2.2构成开放的核小体构造，并“毁坏”染色质构造，招致染色质松懈。然则这种开放的核小体极不波动，难以取得高精度构造。

近期，中国迷信院生物物理研讨所研讨员周政课题组与研讨员朱平课题组协作，在THE EMBO JOURNAL上，在线揭橥题为Structural basis of nucleosome dynamics modulation by histone variants H2A.B and H2A.Z.2.2的研讨论文。该研讨应用冷冻电镜，解析辨别包括组卵白变体H2A.B和H2A.Z.2.2的核小体构造，说明H2A变体卵白调控核小体静态性和染色质构造开放的分子机制。

为波动H2A.B核小体，研讨人员重组表达PARP1的DNA联合构造域肽段PARP1-DBD，并将其参加H2A.B核小体，用以制备冷冻电镜样品。生化及电镜成果显示，PARP1-DBD下降核小体DNA末尾动摇性，然则不影响核小体构造。在此根底上，研讨人员解析分辩率为2.8 ？的H2A.B核小体构造。

与惯例核小体比拟，H2A.B核小体的卵白焦点产生分明构象变更，部门构造元件缺掉。H2A.B-H2B二聚体间距增年夜，招致环绕纠缠DNA螺距增年夜、核小体变得更厚。组卵白焦点上环绕纠缠的DNA长度削减三分之一，仅为103 bp，招致其仅能环绕纠缠卵白焦点1.2圈。此外，研讨人员还解析H2A.Z.2.2核小体的3.9 ？电镜构造，成果显示，H2A.Z.2.2卵白焦点的构象变更与H2A.B核小体相似，然则该焦点环绕纠缠的DNA约为125 bp。Mnase酶切和八聚体组装成果标明，H2A.B与H2A.Z.2.2的C末尾存在一个由6个氨基酸残基构成的八聚体组装调控序列（ROF，regulating-octamer-folding），H2A.Z.2.2共同的ROF序列可进步H2A.Z的酶促交流反响效力。该研讨解析迄今发明的最为开放的核小体构造，提醒H2A.B和H2A.Z.2.2调控核小体构造变更与染色质静态性的分子机制。

朱平组助理研讨员周旻和周政组博士后、特殊研讨助理戴霖昌为论文的配合第一作者，周政和朱平为论文的配合通信作者。博士李成珉、博士研讨生史刘歆和博士黄艳介入该研讨。生物物理所生物成像中间为该研讨供给冷冻电镜研讨装备和技巧支撑，研讨任务获得国度天然迷信基金、科技部国度重点研发筹划和中科院计谋性先导科技专项（B类）等的赞助。(100yiyao.com）