Cell:染色質調控因子組合圖譜
日期:2011-12-28 09:48:54
近日來自美國哈佛-麻省理工的博德研究所、霍華德• 休斯醫學研究所、麻省總醫院和哈佛醫學院等機構的研究人員在新研究中利用一種新技術揭示了染色質調控蛋白以特異性組合的方式參與調控染色質的結構和活性的機制。相關研究論文于12月23日發表在《細胞》(Cell)雜志上。
領導這一研究的是來自麻省總醫院和哈佛醫學院病理學系副教授、博德研究所資深研究員Bradley Bernstein以及博德研究所核心成員、麻省理工學院副教授Aviv Regev。
“我們知道許多不同的染色質調控因子參與操縱了染色質的結構和活性,然而一直以來對于這些調控因子作用機制卻并不是很清楚,”博德研究所表觀基因組學項目負責人Charles Epstein解釋說。
“我們希望能夠找到一種途徑來研究這些染色質調控因子的組合機制,”文章的共同第一作者、麻省總醫院和博德研究所博士后研究員Alon Goren說。盡管過去的十年來,研究人員獲得了大量關于組蛋白修飾及其對染色質影響的信息數據,在多種細胞類型中證實了組蛋白修飾對基因、蛋白質及酶的調控作用。然而對于這些因子和復合物是如何增加、消除及維持組蛋白修飾的機制仍知之甚少。Goren補充說:“新研究為我們提供了一種了解染色質調控的新的系統性的方法。”
在這篇文章中,研究人員開發出了一種稱為“ChIP-string”的新技術,將常規的染色質分析技術“染色質免疫沉淀法”與研究基因表達Nanostring nCounter分析系統相結合。利用這一技術對兩個不同細胞系中的染色質調控因子進行了全面篩查分析。“利用新技術,我們對兩種不同人類細胞系中的30種染色質調控因子進行了研究,揭示了這些因子以一種高效組合的方式協同發揮功能。”
研究小組發現這些調控因子以特定的方式組合形成模塊從而協同發揮功能。研究人員在癌細胞系中發現了6種不同的模塊。在這些模塊中,特異性的激活因子與抑制因子相互組合就像相互連接的齒輪一樣協同發揮作用,從而表現出雙功能特性。Goren 解釋說:“我們在染色質的調控區域發現了這種模塊化和雙功能性特征,我們認為該機制有可能對細胞起著重要的微調控作用。”
在進一步的統計學數據分析中,研究人員發現一種調控因子實際上可參與組合多種不同的模塊,差別只是其中一些組合力較強,而另一些較弱。“根據組合的不同,調控因子表現出不同的活性,”Goren說。
談到下一步的計劃,研究小組表示他們希望能根據染色質調控因子的活性分類來推測出組蛋白的修飾模式。利用RNAi技術,他們將進一步通過敲除染色質調控模塊元件的方式研究這些因子的功能及影響。“這使得我們能夠更深入地從功能上了解當某些特異的染色質調控因子功能受擾時將要發生的分子事件,”Epstein說。
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