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组蛋白的中庸之道

日期:2014-06-16 00:00:00

人们知道,细胞核里的组蛋白量必须恰到好处,太多会使DNA受到破坏,太少又会令细胞死亡。然而,组蛋白的“中庸之道”实际上更为复杂。罗彻斯特大学的一项新研究显示,不同类型的组蛋白需要保持一定的比例。而细胞会将多余的组蛋白保存在特殊的仓库(脂滴)中以备不时之需。

Welte在之前的研究中发现,有个名为Jabba的蛋白将组蛋白锚定在脂滴上。而这项新研究显示,多余的组蛋白能够走出细胞核进入脂滴,被暂时保存在那里,直到细胞需要构建新的染色体。

“人们在许多生物的脂滴中观察到了组蛋白,其中也包括哺乳动物,”Welte说。“这项研究可以帮助我们进一步理解组蛋白和脂滴在人体中的作用。”

研究人员发现,在细胞中去除Jabba蛋白,会增加特定类型的组蛋白在细胞核中所占的比例,因为这些组蛋白无法被储存起来。在这种情况下,胚胎对环境压力(例如高温)更为敏感,会导致细胞分裂故障和活性减弱。

和人类一样,胚胎阶段对于果蝇(Drosophila melanogaster)来说也非常关键。从单个细胞到幼虫,胚胎需要一边应对环境压力一边快速增加细胞数量。这一过程依赖于大量遗传学开关的激活,包括多个染色体区域的展开和重新包装。

DNA分子围绕组蛋白形成染色体,因此组蛋白对于胚胎发育至关重要。研究显示,如果不同组蛋白没有达到正确的比例,胚胎就很难正常发育,甚至会因此而死亡。

组蛋白比例的维持并不是一个自然而然的过程。实际上细胞会过量合成特定类型的组蛋白,这些组蛋白需要被送到细胞核外的脂滴进行储存。

下一步,Welte及其团队会在Jabba蛋白上鉴定组蛋白的结合位点。在这一信息的基础上,科学家们或许能够对组蛋白的储存过程进行干涉。

“组蛋白和脂滴都存在于人体内,我相信人体也存在着类似的储存过程,”Welte说。“如果事实的确如此,我们的发现就能够帮助人们预防和治疗与染色体故障有关的疾病。值得注意的是,这项研究揭示了脂滴和细胞核之间的密切联系,这在过去人们绝对想象不到。”