DNA在间期稳定移动为细胞提供强大的管家系统

 

研究人员发现，人类细胞内的局部 DNA 运动在整个间期保持稳定，细胞生长并复制其 DNA 以进行细胞分裂。该研究表明，这种稳态 DNA 运动允许细胞在相间期间在类似环境下执行管家任务。

 

由 ROIS 国家遗传学研究所的 Kazuhiro Maeshima 教授领导的研究小组于 6 月 3 日在Science Advances上发表了他们的研究结果。

 

为了适应细胞核，DNA 被组织成染色质，其中 DNA 链缠绕在组蛋白组周围，就像线轴上的线一样，形成称为核小体的结构。然后核小体可以折叠成更紧凑的结构并形成染色质。先前的研究表明，染色质在活细胞中不断摆动。

 

随着细胞周期的进展（即 G1、S 和 G2 期），基因组 DNA 加倍并且细胞核变大，染色质周围的核环境发生巨大变化。三岛国立遗传学研究所的 Maeshima 及其同事提出了这个问题：染色质行为在间期如何变化？

 

Maeshima 的小组使用高分辨率光学显微镜技术在很短的时间内（大约一秒钟）观察活细胞内单个核小体的行为。

 

 

Maeshima 及其同事揭示了局部染色质运动在整个间期保持稳定，尽管基因组 DNA 通过 DNA 复制加倍并且细胞核生长。研究人员还表明，没有复制的核生长不会影响染色质的稳态运动。因此，局部染色质运动独立于间期的这种核变化。

 

“这是一个重要的发现，因为稳态运动允许细胞在类似的核环境下进行它们的常规活动，例如 RNA 转录和 DNA 复制，”第一作者 Shiori Iida 说。“局部染色质运动可以控制基因组 DNA 的可及性，以进行目标搜索或招募机器。染色质的稳态运动提供了一个强大的细胞系统，其中 DNA 功能不受各种核变化的影响。”

 

Maeshima 说： “细胞可以暂时改变染色质运动从稳态来执行它们的临时工作，以应对 DNA 损伤，以及许多其他任务。” 他和他的团队旨在进一步探索 DNA运动是如何被调控的，哪些蛋白质参与了调控过程，以及 DNA 在细胞分裂过程中的行为方式。“我们的最终目标是了解细胞内的人类基因组 DNA 如何读取其中的遗传信息，”前岛说。