2019年11月5日訊/
生物谷BIOON/---控制染色體結構的細胞機器，比如RSC複合物，在大約五分之一的人類癌症中發生突變。如今，在一項新的研究中，來自中國清華大學、北京大學和美國猶他大學醫學院的研究人員首次構建出RSC複合物的高解析度視覺圖，闡明了這種多蛋白機器的工作原理及其在健康細胞和癌細胞中的作用。論文通訊作者為清華大學生命科學學院長聘副教授陳柱成（Zhucheng Chen）博士、北京大學生命科學學院教授高寧（Ning Gao）博士和猶他大學醫學院亨斯邁癌症研究所癌症研究員Bradley Cairns博士。相關研究結果於2019年10月31日在線發表在Science期刊上，論文標題為「Structure of the RSC complex bound to the nucleosome」。
RSC-核小體相互作用的可能模式，圖片來自PNAS, 2002, doi:10.1073/pnas.162504299。
基因表達是所有活的有機體中每個細胞行為的基礎。基因表達為細胞提供了協調其行為--包括生長、死亡和對細胞環境變化作出反應---的藍圖。基因表達對於活的健康細胞和癌細胞是必不可少的。但是，癌細胞表達的基因攜帶著有缺陷的指令，這經常導致生長失控。RSC及其相關複合物是染色體結構和基因表達的關鍵調節因子。一旦RSC複合物與基因組結合，它就會執行類似機器的運動，暴露染色體中的DNA片段，從而引發基因表達。
大約20年前，Cairns發現了RSC複合物，後來通過鑑定出它的許多蛋白組分並揭示了它的類似機器的行為，從而進一步證實了他的發現。
如今，在這項新的研究中，這些研究人員確定了這種複合物如何與染色體協同發揮作用。這些發現將會對某些癌症的產生方式提供非常重要的新見解。鑑於RSC複合物在健康細胞和癌細胞中都起著重要作用，如今他們可以準確地可視化觀察RSC複合物的高解析度圖，包括它的所有組分。他們能夠觀察到這種複合物如何與染色體和DNA相互作用以及如何移動。這提供了至關重要的信息，有助於人們了解RSC類似的複合物如何參與癌症的產生。
先前的研究揭示了RSC複合物的較低解析度模型，但許多問題仍未得到解答，包括這種複合物的亞基如何組裝並與染色體基因組相互作用。這些研究人員選擇了酵母細胞---一種用於研究染色體和基因表達的經典模型系統---作為研究對象。他們使用了新的複雜顯微技術，從而使得他們可以高度詳細地可視化觀察染色體結構。他們開發出多種含有正常和突變形式的RSC複合物的細胞系，這樣他們就能夠深入地研究RSC複合物。接下來，他們使用低溫電鏡技術研究了
酵母RSC複合物。這種技術使得他們可以在高解析度的分子水平上觀察到大型複雜細胞組分的結構。
這些研究人員如今正在使用這些信息來進一步了解RSC複合物及其在癌症中的作用。他們表示，「這項研究對我們理解健康細胞和癌細胞中的染色體基因如何被暴露和表達的能力具有至關重要的意義。這類信息是科學家們用來開發新藥物和了解
腫瘤基因組特徵的過程中的一個關鍵步驟。」（生物谷 Bioon.com）
參考資料：1.Youpi Ye et al. Structure of the RSC complex bound to the nucleosome. Science, 2019, doi:10.1126/science.aay0033.