研究表明基因转录机制限制DNA运动

日本的研究人员发现，当人类基因活跃时，人体细胞内的DNA就会减少。该研究将于3月1日发表在“细胞生物学杂志”上，该研究表明RNA聚合酶II(RNAPII)是从活性基因产生信使RNA分子所需的关键酶 - 通过将DNA组织成一个网络来限制DNA的运动。互联域名。

为了适应细胞核，DNA被组织成染色质，其中DNA链缠绕在组蛋白质组周围，如线轴周围的线，形成称为核小体的结构。然后可以将核小体折叠成更紧凑的结构。然而，当基因被激活时，其染色质被认为是开放的，同时变得更具活动性和动态性，因此RNAPII可以将基因转录成信使RNA。

因此，日本三岛国立遗传学研究所的Kazuhiro Maeshima及其同事发现，当RNAPII和基因转录被抑制时，人体细胞中的染色质变得更具活动性，因此感到惊讶。

Maeshima的小组使用高分辨率显微镜技术，使他们能够跟踪活细胞内个体核小体的运动。当研究人员从细胞中去除RNAPII或添加抑制酶的药物时，基因组中的核小体显然变得更加动态，这表明RNAPII通常会限制全球染色质的运动。

当细胞进入称为静止的休眠状态或其DNA被紫外线损伤时，RNAPII和基因转录活性自然降低。因此，Maeshima及其同事发现染色质在静止或紫外线照射的细胞中更具活力。研究人员推测，当静息细胞重新激活时，这些增加的运动可能有助于染色质募集修复DNA或重新启动基因转录所需的因子。

但是，在任何特定时刻，RNAPII只转录基因组的一小部分，基因转录如何影响染色质的全球流动性?基于计算机模拟，Maeshima及其同事提出，RNAPII簇和相关因子可以结合并连接远处的染色质区域，在有组织的网络中将它们连接在一起。当RNAPII失活，分解网络并使染色质变得更具活动性时，这些连接就会丢失。

“我们的成像和计算模拟结果表明，染色质通过转录活性RNAPII的松散连接进行全局稳定，”Maeshima说。“我们的模型与含有RNAPII的稳定转录工厂的经典理念相兼容，以及最近报道RNAPII和其他因子经历相分离过程以在细胞核内形成动态团簇。”

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