新技術可生成人工染色質

美國物理學家組織網(wǎng)5月20日（北京時間）報道，美國賓夕法尼亞大學研究人員通過一種新的實驗技術，對基因組中所有成分實現(xiàn)高度控制，生成均勻一致的染色質串珠結構，并開發(fā)出分析染色體結構的計算機工具，揭示染色體復雜的組裝過程。新研究在用DNA鏈人工包裝染色體方面取得重要進展，也為基因組生化研究開辟了新途徑。相關論文發(fā)表在5月20日的《科學》雜志上。

染色體由DNA鏈和相關蛋白質纏繞彎曲，高度壓縮包裝而成。研究小組首先從酵母菌細胞中提取完整的DNA染色體組，經(jīng)過培養(yǎng)提純，然后加入相等分量經(jīng)純化的組蛋白（DNA與組蛋白的重量比例固定為1∶1）。組蛋白是DNA鏈纏繞成染色體的基本材料，這樣包裝過程就開始了。

經(jīng)過包裝后，細長的DNA基因鏈包圍著一顆顆組蛋白形成串珠一樣稱為核小體的小結，均勻分布在未打結的DNA鏈上。核小體是一種染色質結構，進一步卷曲壓縮則成為染色體。之前其他研究顯示，組蛋白和DNA也能各自沿著DNA鏈制造一些核小體結點，但這些串珠的整體結構卻和細胞內(nèi)形成的染色質大不一樣。

研究小組找到了一種新方法，在實驗中加入了酵母菌提取物和ATP，染色質改造酶從ATP中提取了必須的能量，沿著DNA重新配置核小體，重新構造出與細胞內(nèi)染色質一樣的人造染色質結構。

領導該研究的菲利普·科博解釋說，染色質改造酶會很活躍地包裝核小體，排除每個基因zui初所遭遇的障礙，生成了位置均勻一致的核小體珠鏈。如果沒有酵母菌提取物和ATP，在實驗開始時核小體只能隨機散布。

zui關鍵的是，研究小組還開發(fā)出一種計算機圖形組裝算法，成為從外部研究染色體成分的有力工具，這樣，科學家就能“看到”酵母菌細胞中超過6萬多個核小體形成染色質的排列方式，從而在實驗中實際探測到了染色體的結構、功能和它們的組成基因。

染色質組裝過程中的缺陷會導致多種疾病，包括一些癌癥和慢性紊亂。更直接地研究染色質屬性和其組裝形狀，有助于理解疾病形成并找到相應療法。（豐翔生物www.fxbiocc.com）