核小體核心粒子通過DNA複製和RNA轉錄來記住自己的位置

2020-12-04 中國生物技術網

| 作者:Leek(湖南大學)

圖:通過DNA複製追蹤組蛋白

廣泛認為,染色質修飾會影響基因表達,並被認為可在有絲分裂世代之間傳遞基因表達的表觀遺傳記憶。但是關於DNA複製過程中核小體命運的最佳現有證據與這種直覺相矛盾。來自加州大學伯克利分校分子與細胞生物學系的研究人員在最近一期的PNAS中研究了活細胞中染色質複製的生物化學,並證明了核小體實際上可以傳遞表觀遺傳記憶。此外呢,他們還發現此外,與已公開的模型相反,在轉錄過程中未觀察到核小體局部移位。這項工作也促使人們對已發表的關於染色質複製和轉錄的生化數據進行重新評估。

核小體是染色質的基本結構單位,除了穩定DNA聚合物外,還可以通過反映和影響附近基因表達的方式修飾核小體。長期以來人們一直認為核小體可以通過其共價的翻譯後修飾來傳遞基因表達的記憶。一個未經證實的且對大多數表觀遺傳的遺傳模型至關重要的模型假設是:存在於基因位點的核小體在DNA複製後重新佔據了相同的基因位點。他們通過在體內成核一個合成的染色質結構域來測試該假設,其中任意位點的4個核小體都被生物素共價標記。然後通過DNA複製跟蹤了標記核小體的命運,並確定存在於某個位點的核小體在DNA複製過程中記住了它們的位置。其中,值得注意的是:複製相關的組蛋白分子伴侶Dpb3和Mcm2對於核小體位置記憶是必不可少的,並且在缺乏Dpb3和Mcm2組蛋白分子伴侶活性的情況下,核小體不記得它們的位置。而後,他們使用相同的方法,我們測試了轉錄導致核小體沿轉錄單位逆行轉座的模型,卻並沒有發現逆行轉座的證據。

這項結果也表明了,核小體具有在有絲分裂世代間傳遞精美的空間保真度的表觀遺傳記憶的能力。

中國生物技術網誠邀生物領域科學家在我們的平臺上,發表和介紹國內外原創的科研成果。

註:國內為原創研究成果或評論、綜述,國際為在線發表一個月內的最新成果或綜述,字數500字以上,並請提供至少一張圖片。投稿者,請將文章發送至weixin@im.ac.cn

近期熱文

直接點擊文字即可瀏覽!

1、補牙或將成為歷史?

2、科學你慢慢學,中醫我先治病去了

3、科學告訴你應該多久洗一次澡

4、新證據:喝咖啡能延長壽命!

5、據說,這是生物醫學碩士博士生的真實的生活寫照6、一頓早餐到底有多重要?7、情商也是把雙刃劍!高情商或讓你更脆弱8、施一公:壓死駱駝的最後一根稻草,是鼓勵科學家創業!9、「科學禁食法」真能降低重大疾病風險10、睡眠科學家揭示出8種睡好覺的秘訣

11、有志者事竟成!2型糖尿病成功被逆轉

12、每周兩半小時,任何形式的鍛鍊都可以使你更長壽

13、喝醉以後,你以為睡一覺就沒事兒了?!

14、仰臥起坐等或將成為延壽運動?

15、冥想、瑜伽、太極等不僅能夠改善身心健康...

相關焦點

  • 通過轉錄組技術而測序的dna序列被稱為「dna受體」
    後面的dna受體可通過做dna晶片credit-sweep來獲得,後面的dna受體包括mirna,smallmrna,circrna和ae等。根據技術的不同,dna晶片可以分為三類:測mirna:測定mirna。測dna受體的全雙工轉錄信號的兩轉錄本等等。測vxrna:測vxrna。
  • Cell & Bioscience:核小體上難捉摸的Z型DNA
    發表在BioMed Central開放期刊Cell & Bioscience 上的新研究,首次說明了左旋型的Z型DNA,它通常只被發現於DNA被複製的地方,也能在核小體上形成。為了節省細胞核內空間,DNA緊緊地纏繞形成核小體的蛋白質,然後進一步纏繞,壓縮成染色質,接著壓縮成染色體。但是,右手螺旋(也稱為B型DNA)的這種熟悉形象不是DNA的唯一形式。在DNA被複製成RNA的位置(用作製造蛋白質指令的信使),DNA需要解纏繞,在負超螺旋過程中,能形成DNA雙螺旋的左手螺旋變體(Z-DNA)。
  • 研究解析de novo DNA甲基轉移酶和天然底物核小體的高解析度結構
    de novo DNA 甲基化轉移酶3A和3B催化的CpG甲基化對哺乳動物的發育和細胞分化至關重要,並且常常與癌症的發生密切相關。通過對大量正常組織(GTEx資料庫)和癌症組織(TCGA資料庫)中不同亞型DNMT的表達分析,該研究以人類癌症中主要的兩種DNMT亞型DNMT3A2和DNMT3B3與核小體核的相互作用為重點。
  • 首次解析de novo DNA甲基轉移酶和天然底物核小體的高解析度結構
    DNA甲基化可隨DNA的複製過程遺傳給新生的子代DNA,是一種重要的表觀遺傳機制。在染色質環境中,DNA甲基化比在溶液中複雜得多,核小體作為遺傳物質的組成單位,包裹在其外圍的DNA更加難以被甲基化。然而,大多數核小體結合的de novo DNA甲基轉移酶處於非激活狀態。de novo DNA 甲基化轉移酶3A和3B催化的CpG甲基化對哺乳動物的發育和細胞分化至關重要,並且常常與癌症的發生密切相關。
  • 生物遺傳進化:DNA複製轉錄翻譯逆轉錄和RNA複製
    生物遺傳進化:DNA複製轉錄翻譯逆轉錄和RNA複製 2012-12-06 18:48 來源:山東省青島市第九中學  作者:辛建福
  • de novo DNA甲基轉移酶和天然底物核小體的高解析度結構首次獲解析
    在染色質環境中,DNA的甲基化要比在溶液中複雜得多,核小體作為遺傳物質的組成單位,包裹在其外圍的DNA更加難以被甲基化。然而大多數核小體結合的denovoDNA甲基轉移酶處於非激活狀態。denovoDNA 甲基化轉移酶3A和3B催化的CpG甲基化對哺乳動物的發育和細胞分化至關重要,並且常常與癌症的發生密切相關。
  • DNA複製、轉錄和翻譯的拓展閱讀
    DNA複製只能從5』到3』端,也就在複製過程中形成了前導鏈(leadingstrand)和後隨鏈(laggingstrand),後隨鏈上還有一個個的岡崎片段。DNA複製總是在5』→3』方向添加新的核苷酸,滯後鏈的半不連續複製過程雖然複雜,但它節省能量,且有利於錯配核苷酸的校正。因此,DNA複製方向只能是由5』到3』端的方向。
  • 李國紅課題組揭示組蛋白變體H2A.Z調控體內核小體的展開
    真核生物基因組DNA通過和組蛋白相互作用形成染色質包裝在細胞核中。核小體是染色質的基本結構單元。核小體由146bp DNA在組蛋白八聚體上纏繞1.65圈構成。組蛋白八聚體包括各有兩個拷貝的H2A,H2B,H3和H4組蛋白。
  • RNA的轉錄與RNA聚合酶
    但他的貢獻不僅於此,他在70年代即推斷出核小體的基本結構,90年代又通過實驗將其證實。這也為轉錄機制的研究打下了基礎。同時,也說明結構生物學研究並非僅僅依靠儀器,敏銳的頭腦也是必不可少的。引自PDB-101鵝膏蕈鹼結合在RNA聚合酶的背面,遠離活性位點及DNA和RNA的結合位點。所以它並不阻止磷酸二酯鍵的形成,而是阻止酶在DNA模板上的移位,從而阻斷RNA的延伸。它結合在酶的兩個亞基之間,通過阻止酶的構象變化抑制其移位。
  • 研究揭示組蛋白H2A泛素化修飾對核小體的調控機制
    核小體,作為染色質的基本結構單元,在基因複製與轉錄過程中高度動態調控。DNA/RNA聚合酶前的核小體結構要被打開,使得聚合酶能順利通過核小體,對核小體包裹的DNA進行複製轉錄;而聚合酶通過後的DNA要被重新組裝形成核小體,保護DNA免受損傷,並維持或繼承該區域表觀遺傳信息。組蛋白泛素化修飾,作為一類重要的組蛋白化學修飾方式,在核小體結構的動態調控中發揮至關重要的作用。
  • 「珍藏版」綜述|染色質複製與細胞的表觀遺傳記憶
    這表明,作為表觀遺傳信息的潛在載體,回收的親代組蛋白通過DNA複製與它們的基因組位置保持緊密聯繫是很重要的。MCM2是DNA複製解旋酶的一部分,具有高度保守的N端組織結合域,可以作為H3-H4二聚體和四聚體的伴侶蛋白(圖2)。
  • DNA複製、轉錄、翻譯的比較
    DNA複製、轉錄和翻譯的比較(以真核生物為例)遺傳信息的傳遞
  • Cell:揭示細胞讀取和複製DNA機制
    新研究揭示DNA組裝的意外變化為了讓DNA中的基因「開啟」和「關閉」,細胞中的酶必須與核小體相互作用,其中作為一種複合物,核小體含有允許細胞組裝DNA的蛋白。一種稱為Dot1L的酶在混合譜系白血病(mixed lineage leukemia)---一種兒童白血病---中發生突變。一種稱為泛素的小蛋白標籤被附著到核小體上以協助招募Dot1L。
  • 組蛋白伴侶FACT操控核小體
    組蛋白伴侶FACT操控核小體 作者:小柯機器人 發布時間:2019/11/28 13:55:26 美國科羅拉多大學博爾德分校Karolin Luger研究團隊,探究了組蛋白伴侶「促染色質轉錄
  • 兩篇Nature首次重建出染色質重塑蛋白-核小體的三維結構
    DNA緊密地纏繞在大量的被稱作核小體的組蛋白線軸上。比如,人細胞以這種方式容納長約兩米的DNA。然而,基因必須不斷經過轉錄過程形成信使RNA(mRNA)來指導蛋白合成。此外,整個DNA在細胞分裂之前必須完成複製,而且DNA損傷也需要加以修復。因此,細胞必須有方法積極授予對它的基因組的訪問權限。
  • 南開大學團隊揭示B肝病毒轉錄複製調控新機制
    南開新聞網訊(通訊員 張瑋光 記者 吳軍輝)記者獲悉,長期從事B肝、肝癌研究的南開大學生命科學學院張曉東教授團隊在B肝病毒轉錄、複製調控機制方面有了新突破。其中,B肝病毒共價環狀閉合DNA(Covalently closed circular DNA, cccDNA)是B肝病毒複製的核心,是目前抗B肝藥物無法徹底清除HBV的重要原因之一。
  • 核小體結合的SOX2和SOX11結構闡明「先鋒」因子功能
    核小體結合的SOX2和SOX11結構闡明「先鋒」因子功能 作者:小柯機器人 發布時間:2020/4/30 10:43:37 德國馬克斯·普朗克生物物理化學研究所Patrick Cramer研究小組在研究中取得進展
  • 核小體定位數據及十九種核小體工具集合簡介
    共涉及50多個人類全基因組核小體定位數據集,70個小鼠數據集和150個低等真核生物數據集。21多臺網絡伺服器自由下載的工具,用於分析實驗性核小體定位實驗。以及可以在網上獲得的從DNA序列理論上預測核小體定位的十九種計算工具。1 核小體定位的定義及意義核小體是形狀類似一個扁平的碟子或一個圓柱體。
  • 知否知否,紫外線會導致DNA損傷,甚至癌變
    實際上,甚至開發了許多高解析度方法來測量完整細胞中單核苷酸水平的UV損傷,因為通過擴增DNA中的T4 endo V裂解片段和放射性標記大大提高了該測定的靈敏度(45) 。一種這樣的方法涉及通過連接介導的聚合酶鏈反應或LMPCR進行擴增(46)。
  • RNA的合成(轉錄)
    1原核生物RNA聚合酶   大腸桿菌RNA聚合酶的結構是由五個亞基組成,為二條α鏈,一條β鏈,一條β′鏈和一條σ因子鏈,α 2ββ′四個亞基組成核心酶,加上σ因子後成為全酶α 2ββ′σ。σ因子與核心酶的結合不緊密,容易脫落。RNA聚合酶β亞基有促進聚合反應中磷酸二酯鍵生成的作用。β′亞基是酶與模板結合時的主要部分。