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破解DNA复制关键谜团
 论文作者:Genevieve Almouzni      期刊:《科学》     发布时间:2007-12-24 15:27:28 小号字 中号字 大号字
 
来自法国居里理工学院(Institute Curie)核动力学与基因组可塑性(Genome Plasticity)实验室,丹麦癌症协会(Danish Cancer Society)的研究人员解开了一个DNA复制方面的重要谜团:DNA解链过程中组蛋白会发生什么?这项发现识别出了一种能在DNA复制过程中帮助组蛋白在DNA母链和子链中穿梭的复合物,这对于深入研究DNA复制来说意义重大。这一研究成果公布在12月21日的《科学》(Science)杂志上。
 
真核生物复制与原核生物复制不同,其中要涉及核小体,因此DNA进行了半保留复制,即在真核生物的复制子上,亲代染色体的核小体被逐个打开,组蛋白以完整的八聚体形式直接转移到子代DNA的前导链上,新合成的组蛋白与后滞链组装成核小体。因此,DNA的复制是半保留的,而组蛋白则是全保留的。这些主要是通过环己酮亚胺抑制组蛋白合成,电子显微镜下观察进行实验证明的。
 
然而随着研究的深入,科学家们发现实际上并非如此。组蛋白怎样和DNA结合立即产生核小体是一个多年来令人迷惑的问题。组蛋白是预先形成的一个八聚体围绕在DNA的周围,还是一个H32·H42四聚体作为一个核与DNA先结合,然后再加入H2A·H2B二聚体呢?由于受到装配颗粒沉淀的限制,在体外的自我装配是一个很慢的过程,要想知道可模仿的生理条件是很困难的。
 
在这项研究中,研究人员分离出了一个复合物,其中包含了组蛋白伴侣蛋白:Asf1和解旋酶Mcm(微小染色体维持蛋白MCM,不但在DNA的复制起始中有重要作用,而且在基因转录、染色质重建和保持基因的稳定性方面有额外的重要功能),在复制叉上Asf1与Mcm相互作用,从而不但补充组蛋白,而且也从DNA母链上接受组蛋白。
 
文章作者,居里研究院的Genevieve Almouzni表示,“这第一次给予了我们了解亲代组蛋白传递过程中的传送机制的机会”。
 
科罗拉多大学健康科学中心的Jessica Tyler多年以前就证明组蛋白伴侣蛋白Asf1能在新复制的DNA上补充组蛋白,而最近的这一研究中,Almouzni和她的同事发现Asf1不仅能补充组蛋白,而且也能从DNA母链上接受组蛋白。
 
来自波士顿学院的Anthony Annunziato表示,Asf1只能结合在组蛋白二聚体上,因此Almouzni的发现说明DNA复制过程中的一种模式——复制叉上组蛋白四聚体会分裂成二聚体,“问题是,如何组装成一个新的核小体”,两个二聚体是都来自父本,或者都是新合成的?还是一个来自于父本,一个是新的?在这些研究中,这一问题还未得到解答。
 
目前Almouzni表示十分感兴趣系统中DNA复制过程,并且希望追踪组蛋白穿梭过程的生化机制,“我们建立了一个简单的模式,还有许多元件需要添加进去。”(来源:生物通 张迪)
 
(《科学》(Science),Vol. 318. no. 5858, pp. 1928 - 1931,Anja Groth,Geneviève Almouzni)
 
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