日前，來自梅奧診所（Mayo Clinic）的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種稱為 Cul4 的分子，有助于 DNA 包裝組蛋白結(jié)合到 DNA 上——這是將大量的遺傳密碼壓縮成能放入每個細(xì)胞的緊密線型結(jié)構(gòu)中*的一步。當(dāng) DNA 沒有被正確包裝時，可能就會引起基因組的不穩(wěn)定性，表現(xiàn)出許多癌癥的特征。

相關(guān)研究論文刊登在了近期出版的《細(xì)胞》（Cell）雜志上。這些結(jié)果在分子水平上解釋了，Cul4 是如何啟動那些將組蛋白從在細(xì)胞中的出生地“護(hù)送“到它們在 DNA 上的工作地點(diǎn)——在那里組蛋白開始將 DNA 包裝成稱為核小體的整齊單位——的蛋白中的組蛋白的傳送。

“我們建議，癌細(xì)胞通過改變 Cul4 和其它因子，可能已經(jīng)進(jìn)化了一種破壞適當(dāng)?shù)暮诵◇w組裝的機(jī)制，這繼而會影響基因組的穩(wěn)定性和促進(jìn)腫瘤的形成，”梅奧診所的研究作者、分子生物學(xué)家張志國（Zhiguo Zhang，音譯）博士說。

為了保護(hù)基因組的完整性， DNA 被緊密包裝，首先圍繞組蛋白的線軸形成核小體，然后在彼此頂部堆放形成染色質(zhì)，zui終打環(huán)和盤繞成染色體形式。根據(jù)組蛋白是否和如何跟一段給定的遺傳序列發(fā)生相互作用， DNA 既能在這個包裝中緊密靠攏，也能暴露以使?jié)撛诘幕蚰軌虮婚喿x和變得活躍。

研究人員們早就知道，特殊的蛋白——稱為組蛋白分子伴侶——在細(xì)胞周圍“護(hù)送”組蛋白，但是它們zui終是如何“放開”組蛋白，并使組蛋白結(jié)合 DNA 上，這仍然不明確。

張博士想知道， Cul4 是否在許多人體癌癥中發(fā)生了改變，包括乳腺癌、鱗狀細(xì)胞癌、腎上腺皮質(zhì)癌和惡性間皮細(xì)胞瘤可能都包括在內(nèi)。所以他和同事們在酵母菌中進(jìn)行了一系列的細(xì)胞實(shí)驗，來研究 Cul4 在核小體組裝中的作用。

研究人員發(fā)現(xiàn)， Cul4 修改了組蛋白表面上的化學(xué)個體，削弱了它們之間的相互作用，組蛋白分子伴侶負(fù)責(zé)對它們進(jìn)行“照料”。他們注意到，適用于酵母菌的相同的觀察結(jié)果表明， Cul4 在核小體組裝和基因組不穩(wěn)定中的作用，在酵母菌和人體細(xì)胞之間可能是保守的。

“我們揭示了一種全新的分子機(jī)制，憑借 Cul4 調(diào)控核小體的組裝，”張博士說。“我們的研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了一個事實(shí)，那就是對核小體組裝通路進(jìn)行的適當(dāng)調(diào)控，是保持基因組穩(wěn)定性和表觀遺傳信息的一個重要步驟。