普通生物学教科书将要进行小部分的改写,原因是来自加州大学圣地亚哥分校的生物学家发现了遗传物质中基本单位的新成员。
根据普生教科书的描述,染色质是DNA存在细胞中的自然状态。核小体(nucleosome)是组成染色质的基本单元,一连串的核小体构成染色质。
当我们用高倍率的显微镜观察染色体,我们可以看到核小体像是一串珠子相连。但是发表在8月19日的《分子细胞》期刊上的文章,加州大学圣地亚哥分校的生物学家发现了一个新的染色质组成粒子,介于**的DNA与核小体中间。他们说:“乍看之下像是核小体,但是实际上是核小体的分身。”
领导该研究团队的圣地亚哥分校生物学家James Kadonaga教授,他提到这个新颖粒子是核小体未包装完成的样子,因此将他们命名为前核小体(pre-nucleosome)。 他还说这个新发现开启我们重新认识染色质的序幕。前核小体被认为可能在遗传物质被复制和使用时,扮演着关键的角色。
生物学家们认为尽管这种前核小体在显微镜下看起来与核小体类似,但是经过生物化学的检验显示,它们其实是DNA和核小体的中间过渡物质。研究人员提到:“透过动力酵素蛋白(motor enzyme)使用能量分子腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)能够将这些前核小体变成了核小体”。
Kadonaga教授说:“前核小体的发现提出我们先前认为染色质只由核小体构成的看法可能是错误的简化,因为它很可能是核小体与前核小体的混合。因此,这项发现可能开启我们重新理解染色质的序章。”
该研究由美国国家卫生研究院(NIH)资助。NIH国立综合医学研究所负责监管染色质研究的 Anthony Carter 表示:“核小体是DNA分子缠绕在组蛋白上所组成,有助稳定染色质状态,以及对于基因表现与DNA复制的控制起关键的调控作用。找到这个新颖的DNA-组蛋白中间型复合物是提供了染色质组成的新见解,将有助于我们了解其如何影响这个动态过程。”
这篇论文研究的重点是在于DNA分子缠绕在组蛋白上组装成核小体(wiki)的初期过程,目的是为了解开染色质形成的中间步骤。在实验的过程中证实了只要有组蛋白H3与H4就能够快速地和DNA分子结合形成前核小体(短于15秒),接着借由动力蛋白(motor protein)将前核小体再转换成核小体,而这个步骤需要的时间较长,大约是10到20分钟。
一般在进行染色体复制的过程,DNA上的组蛋白会被移除,当复制出新的一条DNA分子后,组蛋白才会重新组装上去。这个研究暗示著前核小体将可能出现在DNA复制叉上类似核小体的结构,让组蛋白能够快速地被组装到刚完成复制的DNA上。
研究昆虫的人,脑袋不时地转来转去,对于这个世界充满好多想像与疑问。