技術同時測量基因活性和 DNA 包裝

DNA的包裝如何調節(jié)基因的活性?為了回答這個問題， Jop Kind小組(Hubrecht 研究所組長和Oncode調查員)的研究人員 Fanka Rang 和 Kim de Luca 開發(fā)了一種同時測量基因活性和 DNA 包裝的技術。這種名為 EpiDamID 的方法確定了 DNA 包裹在其周圍的修飾蛋白質的位置。收集有關這些修飾的信息很重要，因為它們會影響 DNA 的可及性，從而影響基因活性。因此，EpiDamID 對于研究生物的早期發(fā)育很有價值。研究結果于2022年 4 月 1日發(fā)表在Molecular Cell上。

為了使 DNA 適合細胞核，它緊緊地包裹在核蛋白周圍：組蛋白。根據(jù)這種纏繞的緊密程度，DNA 可以(不)接近其他蛋白質。這決定了是否可以進行基因表達、DNA 翻譯成 RNA 并最終翻譯成蛋白質。

DNA包裝決定基因活性

DNA 纏繞在組蛋白周圍的緊密度是通過在組蛋白中添加分子基團來調節(jié)的。例如，這些所謂的翻譯后修飾(PTM) 可以松開 DNA 纏繞。這使得 DNA 更容易被某些蛋白質訪問，并使基因表達成為可能。反過來，參與該過程的蛋白質直接識別并結合 PTM。這使得轉錄成為可能：DNA 復制的過程。

基因表達的調節(jié)，例如通過翻譯后修飾，也稱為表觀遺傳調節(jié)。由于身體中的所有細胞都具有相同的 DNA，因此調節(jié)基因表達以(去)激活單個細胞中的特定功能至關重要。例如，心肌細胞與皮膚細胞具有不同的功能，因此需要不同的基因來表達。

使用 EpiDamID 分析單細胞

為了了解 PTM 如何影響基因表達，第一作者 Franka Rang 和 Kim de Luca 設計了一種新方法來確定修飾的位置。使用這種稱為 EpiDamID 的方法，研究人員可以分析單個細胞，而以前的方法只能測量一大群細胞。如此小規(guī)模的分析提供了關于每個細胞的 DNA 纏繞如何不同的知識，而不是關于許多細胞的平均 DNA 纏繞的信息。

EpiDamID 基于 DamID，一種用于確定某些 DNA 結合蛋白結合位置的技術。使用 EpiDamID，可以在單個細胞中檢測特定 PTM 在組蛋白上的結合位置。與其他技術相比，這種技術的一大優(yōu)勢是研究人員需要非常有限的材料。此外，EpiDamID 可以與其他方法(例如顯微鏡)結合使用，以研究不同水平的基因表達調控。

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