Cell解析染色質(zhì)的不均一分布

在真核細(xì)胞中基因的表達(dá)部分程度上受到細(xì)胞核中DNA不均勻分布的控制。來自新加坡科技研究局（A*STAR）醫(yī)學(xué)研究所的Colin Stewart和Audrey Wang，以及他們的合作者，鑒別出了兩種蛋白可以控制DNA的這種分布。他們的研究發(fā)現(xiàn)對于疾病及細(xì)胞發(fā)育具有重要的意義。相關(guān)發(fā)現(xiàn)發(fā)布在《細(xì)胞》（Cell）雜志上。

異染色質(zhì)指的是那些折疊包裝緊密，基因表達(dá)受到抑制的DNA，它主要與細(xì)胞核膜（nuclear envelope）的內(nèi)表面相連。常染色質(zhì)則是指那些包裝松散，準(zhǔn)備進(jìn)行基因表達(dá)的DNA，它通常位于細(xì)胞核的*。Stewart和Audrey Wang發(fā)現(xiàn)，DNA的分布取決于核膜上的兩個蛋白質(zhì)：核纖層蛋白B受體（lamin-B receptor）和核纖層蛋白A/C （lamin A/C）。他們發(fā)現(xiàn)在異染色質(zhì)和常染色質(zhì)自然逆轉(zhuǎn)分布的一種感光細(xì)胞類型中，兩種蛋白均不表達(dá)。當(dāng)研究人員除去正常小鼠細(xì)胞中的LBR和lamA/C時，他們觀察到了相同的逆轉(zhuǎn)，證實(shí)缺乏這些蛋白是導(dǎo)致DNA如此分布的原因。根據(jù)Stewart所說，LBR和lamA/C具有重要的影響。“這些核纖層蛋白突變可導(dǎo)致許多的遺傳性疾病，包括肌營養(yǎng)不良，心臟擴(kuò)大、早衰和影響骨骼發(fā)育及脂肪生成的疾病。這些疾病不常發(fā)生，但研究它們有可能提供有關(guān)心血管疾病、肥胖和衰老等更為緊迫的疾病的一些新認(rèn)識。”

通過更詳細(xì)地檢測LBR和lamA/C的作用，Stewart和Audrey Wang還發(fā)現(xiàn)，這些蛋白在胚胎發(fā)育過程中不同的時間表達(dá)；LBR首先表達(dá)，隨著時間推移被lamA/C取代。在小鼠細(xì)胞中，這兩種蛋白對于肌肉特異性基因的表達(dá)具有相反的影響：LBR沉默這些基因，而LamA/C開啟它們。差異性表達(dá)結(jié)合基因激活，使得這兩種蛋白能夠協(xié)調(diào)控制細(xì)胞的發(fā)育。這一研究小組的工作，解答了有關(guān)DNA不均一分布機(jī)制和重要性的一些問題。然而Stewart指出，現(xiàn)在還有很多的問題有待解析。“異染色質(zhì)破壞是導(dǎo)致這些疾病的原因還是這些疾病的結(jié)果？對染色質(zhì)結(jié)構(gòu)所造成的影響對于基因組穩(wěn)定意味著什么？它會增加對其他疾病，例如癌癥的易感性嗎？現(xiàn)在我們將沿著一些路徑追蹤下去。”