我科学家揭示基因表达及其调控的分子机制

2018-11-08 17:30:49 来源: 科技日报 作者: 吴长锋

记者从中国科学技术大学获悉,该校蔡刚教授课题组利用冷冻电镜技术,解析了染色质重塑SWI/SNF与INO80复合体及其不同核小体结合状态复合物的三维结构,相关研究成果日前分别在国际权威杂志《蛋白质与细胞》杂志《分子细胞生物学杂志》上发表。

染色质结构调控对于真核生物的基因转录、细胞周期发展、DNA复制、重组和损伤修复具有至关重要的意义。但目前对这些复杂复合体各个亚基在复合体中的定位及其在复合体组装和稳定中的贡献,以及如何重塑核小体结构的分子机制知之甚少。

课题组经过大量系统尝试,分别获得了SWI/SNF与INO80复合体完整复合体的高质量生化制备和冷冻电镜三维结构,但是分辨率受限于染色质重塑复合体显著的结构柔性,无法从结构上鉴定各个亚基的空间位置和相互作用。究组采取“庖丁解牛”的研究策略,通过细致比较完整复合体及其各个亚基缺失突变体的精细三维结构,首次阐明了SWI/SNF和INO80复合体的亚基组织架构和亚基间的相互作用,建立了各个亚基的生物学功能和复合体组装和功能调控的直接联系,进而揭示了SWI/SNF与INO80复合体共有的肌动蛋白(Actin)和核肌动蛋白相关蛋白(Arps)组成的Actin/Arp模块作为构象调控的分子开关,调控核小体结合及可能调节重塑核小体活性的分子机制。

该成果对揭示染色质重塑复合体重塑核小体结构的分子机制,理解基因表达及其调控的分子机制,细胞增殖、发育及分化的机理具有重大意义,并有可能为新型肿瘤治疗药物的开发、干细胞分化与重新编程的改造奠定理论基础。

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责任编辑:何星辉
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