Cell子刊：遺傳物質(zhì)的分子開關

遺傳物質(zhì)中包含了許多對于細胞身份（cell identity）和基因組穩(wěn)定極其重要的無活性區(qū)域。HP1蛋白在關閉這樣的基因組序列中發(fā)揮了關鍵性的作用。在一期的《分子細胞》（Molecular cell）雜志上，來自弗雷德里希*生物醫(yī)學研究所（FMI）和巴塞爾大學的研究人員展開協(xié)作從分子水平上揭示了HP1在抑制基因組中發(fā)揮功能的機制。

我們細胞中的遺傳物質(zhì)由活性區(qū)域和非活性區(qū)域組成。活性區(qū)域內(nèi)的基因像一本打開的書一樣可以被閱讀，而無活性的部分仍然被嚴密地鎖藏著。這些功能上保守的基因組壓縮區(qū)域?qū)τ诨蛘{(diào)控，以及細胞分裂過程中染色體的穩(wěn)定性和正確分布起重要的作用。它通過遺傳物質(zhì)自身的生化修飾或是組蛋白來獲得特性。一個zui初在果蠅中被發(fā)現(xiàn)的異染色質(zhì)蛋白1（HP1）以高度特異性特別地結合到了修飾組蛋白上，確保了關閉區(qū)域的失活。

HP1監(jiān)控了遺傳物質(zhì)的失活HP1蛋白特異地結合標記蛋白，關閉了潛在的基因組序列。利用酵母細胞生物學結合生物物理學方法，弗雷德里希*生物醫(yī)學研究所的Marc Bühler及其研究團隊與巴塞爾大學Sebastian Hille研究小組的結構生物學家們從分子水平上揭示了這一過程運作的機制。不僅僅是通過單個的HP1蛋白，在連續(xù)的傳遞中這樣的蛋白質(zhì)集體結合到了組蛋白上發(fā)揮了監(jiān)控者的作用。在這一過程中，HP1攔截了受到抑制的遺傳物質(zhì)不必要的RNA轉(zhuǎn)錄物，將這些分子護送至降解它們的細胞機器處。與此同時，新的HP1占據(jù)了組蛋白上騰出的空間。這一不斷的轉(zhuǎn)換確保了從基因組非活性區(qū)域生成RNA轉(zhuǎn)錄物遭到連續(xù)的破壞。

動態(tài)的相互作用生物物理學測量顯示了HP1動態(tài)監(jiān)控染色質(zhì)情況的過程。這種動態(tài)循環(huán)使得細胞可以同時在兩種不同的水平上調(diào)控基因失活。Marc Bühler 實驗室的博士生Claudia Keller 說：“我們的發(fā)現(xiàn)證實了HP1在酵母中的重要性。并且HP1在整個進化過程中保留了下來，同樣存在于人類細胞中。未來我們將針對性更好地了解蛋白質(zhì)在人類中的作用機制，并將更詳細地調(diào)查HP1的結構。”

來源：生物通