表觀遺傳調控子HPI1a驅動果蠅早期胚胎的基因組重組

DNA分子在核中不是裸露的。取而代之的是，借助不同的蛋白質以一種非常有條理的方式將其折疊起來，以建立遺傳信息的獨特空間組織。這種3D空間基因組組織對于調節(jié)我們的基因至關重要，必須在早期胚胎發(fā)生過程中由每個人從頭開始建立。弗賴堡免疫生物學和表觀遺傳學MPI的研究人員與來自巴塞爾的Friedrich Mischer研究所的同事合作，揭示了蛋白HP1a在受精后3D基因組重組中的未知但至關重要的作用。發(fā)表在科學雜志《自然》上的這項研究確定了HP1a是一種表觀遺傳調控因子，它參與了果蠅早期胚胎基因組的整體結構的建立。

人類基因組的信息由大約30億個DNA堿基對編碼，并包裝成23對染色體。如果所有染色體都能解開并線性排列，那么它們將是一條約2米的細線。DNA分子必須被廣泛包裝以適合核內部，其大小在微米范圍內。“ DNA線不是簡單地塞入細胞核。而是以一種非常有條理的方式折疊，以確?；蚪M的不同部分(有時彼此相隔幾千個堿基對)可以相互交流以實現(xiàn)適當?shù)幕蚬δ堋?rdquo;弗賴堡免疫生物學和表觀遺傳學MPI小組負責人Nicola Iovino說。

這種包裝的一部分是組蛋白，它們充當線軸，圍繞該線軸纏繞DNA，從而使其緊實。DNA和蛋白質的這種復合物稱為染色質。因此，染色質是將遺傳物質進一步包裝到染色體中的基礎，染色體的結構以其獨特的十字形而聞名。染色體本身在核內占據(jù)著獨特的位置，稱為染色體領地，這也使基因組的有效包裝和組織成為可能。

有助于這種3D染色質組織的完整機器仍待探索。現(xiàn)在，位于弗萊堡MPI的Nicola Iovino實驗室與來自瑞士巴塞爾的Friedrich Miescher研究所的Luca Giorgetti合作，展示了異染色質蛋白1a(HP1a)在3D染色質重組中的基本作用。受精后的結構。通過將強大的果蠅遺傳學與3D基因組建模相結合，他們發(fā)現(xiàn)，在早期胚胎發(fā)育過程中，需要HP1a在多個層次上建立適當?shù)娜旧|3D結構。

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