本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
在細胞內部,一些 DNA 纏繞成緊密的包裹,稱為核小體。特殊的酶與這些緊湊的遺傳物質包裹結合,幫助啟用基因。但這種關鍵的結合如何在三維空間中發生尚不清楚。
“多年來,研究界一直處於僵局,”賓夕法尼亞州立大學真核基因調控中心主任弗蘭克·普夫在一份準備好的宣告中說。“我們只能推測細胞蛋白質可能如何與核小體結合。”
但是,獲得核小體和結合蛋白之間相互作用的空間細節對於更好地理解遺傳過程和疾病非常重要。“我們需要視覺化酶如何讀取像核小體這樣複雜的結構,”同樣在賓夕法尼亞州立大學的宋坦在一份準備好的宣告中說。
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利用X 射線晶體學,坦和他的同事首次在三維空間中可視化了蛋白質與核小體的結合。
該小組選擇了 RCC1,一種幫助細胞分裂時分離染色體的酶,與果蠅核小體核心顆粒結合。“我們的結果表明,RCC1 蛋白結合到核小體的相對兩側——類似於安裝在三輪車[前]輪上的踏板,”坦說。研究人員從 X 射線晶體學建立了該過程的三維計算機模型。結果於 8 月 25 日線上發表在自然雜誌上(大眾科學是自然出版集團的一部分)。
“現在,有了這個結構,我們離理解細胞如何讀取 DNA 以調節基因活性更近了一步,”普夫說。它也為更好地理解某些酶可能如何導致基因行為異常奠定了基礎。
“我們現在的目標是確定其他具有生物學和醫學重要性的染色質酶與核小體結合的結構,”坦說。他補充說,此類研究可以“為針對人類疾病(如癌症)的新療法提供基礎”。