基因组DNA被包装成紧密凝聚的形式

在细胞核中，基因组DNA被包装成紧密凝聚的形式，称为染色质。染色质组织的基本单位是核小体，这是一种DNA-蛋白质复合物，由定义长度的DNA组成，包裹在由组蛋白组成的珠状结构周围。各个核小体通过短长度的接头DNA连接，形成一串珠子，这些珠子又通过特殊的交联蛋白质填充在一起。染色质的详细结构调节基因的获取，因此在基因表达的控制中起重要作用。为了响应代谢信号，环境变化和发育过程，触发机制，动态修改染色质结构，使基因易于激活，其产物使细胞能够适应当地条件的变化。称为染色质重塑的大蛋白复合物在这一过程中起着重要作用。这些分子机器局部起作用以破坏核小体组蛋白和DNA之间的接触，并有效地沿着DNA滑动核小体。现在由LMU基因中心的Karl-Peter Hopfner教授领导的研究小组与生物医学中心的Philipp Korber博士团队合作，在此过程中剖析了改造者INO80的一个重要模块的功能。新发现刚刚发表在期刊上这些分子机器局部起作用以破坏核小体组蛋白和DNA之间的接触，并有效地沿着DNA滑动核小体。现在由LMU基因中心的Karl-Peter Hopfner教授领导的研究小组与生物医学中心的Philipp Korber博士团队合作，在此过程中剖析了改造者INO80的一个重要模块的功能。新发现刚刚发表在期刊上这些分子机器局部起作用以破坏核小体组蛋白和DNA之间的接触，并有效地沿着DNA滑动核小体。现在由LMU基因中心的Karl-Peter Hopfner教授领导的研究小组与生物医学中心的Philipp Korber博士团队合作，在此过程中剖析了改造者INO80的一个重要模块的功能。新发现刚刚发表在期刊上自然结构与分子生物学。

在今年4月份出现的一项研究中，Hopfner团队确定了大部分INO80的三维结构，基于冷冻复合物与核小体结合的冷冻电子显微镜。这使他们能够推断出使INO80能够从核小体中分离DNA的分子机制。INO80复合物包括一对运动蛋白，其主动将暴露的接头DNA供给核小体内和周围，有效地使核小体颗粒相对于DNA滑动。在新论文中，Hopfner及其同事现在描述了重塑机械的另一个关键要素的功能。“令我们惊讶的是，我们发现INO80复合物包含作为整合标尺的亚基，可以测量相邻核小体之间DNA的长度，”Hopfner说。

到目前为止，还没有针对INO80复合体的Arp8模块的高分辨率结构数据。该亚复合物由蛋白质肌动蛋白和肌动蛋白相关蛋白(Arps)Arp4和Arp8组成。在细胞质中，肌动蛋白聚合成长丝网络，构成维持细胞形状的内部支持系统的主要组分。这种细胞骨架在细胞迁移中也起着至关重要的作用，并组织了许多过程，包括细胞内蛋白质转运。但正如新研究的第一作者Kilian Knoll和Sebastian Eustermann所指出的那样：“20多年来，肌动蛋白也存在于细胞核中已经很明显了。。它是INO80和相关分子机器不可或缺的组成部分，但其功能仍然模糊不清。“通过确定INO80复合物的Arp8模块的晶体结构，LMU研究人员现已破译其功能.Arp8本身与核肌动蛋白相互作用。与Arp4结合，然后该模块与INO80复合物的长螺旋区段结合。正如作者在实验中所证明的，这种螺旋对于INO80的核小体滑动活性是必不可少的.Eustermann表示，对暴露的接头DNA的识别会触发重塑活动，允许INO80马达驱动核小体周围的DNA。如果连接子突出太短，DNA的运动就会停止。Arp8模块在重塑过程中起着直接和重要的作用，因为它测量暴露的接头DNA的长度，即相邻核小体之间的距离，并刺激核小体重新定位。因此，LMU研究首次确定了重组中核肌动蛋白的分子功能染色质。由于已知重塑复合物参与肿瘤发生，因此这些对其作用模式的新见解可能对癌症治疗有影响。

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