研究发现DNA包装支持细胞分裂

DNA分子作为DNA和蛋白质(称为染色质)的密集复合体位于细胞核中。DNA包裹在称为组蛋白的特殊蛋白质核心周围，形成所谓的核小体，它们沿着DNA排列，就像珍珠串在绳子上一样。

对于生命的基本过程之一，复制，DNA加倍，标准的教科书观点倾向于将这种字面上纠结的结构视为必须通过能量消耗来放松和克服的障碍。

由LMU生物医学中心(BMC)的分子生物学家ChristophF.Kurat博士领导的团队现已证明这不是全部事实：在基因组的某些位置，复制的起点，特征性的核小体结构对于正如研究人员在《自然》杂志上报道的那样，复制首先要开始。

在细胞分裂之前，它的DNA必须加倍。这个过程不仅仅在一个地方开始，而是复制的分子机器在染色体上的许多起点同时工作。人类细胞拥有大约30,000个这些所谓的复制起点，而Kurat团队作为模式生物研究的具有小基因组的单细胞面包酵母拥有大约400个复制起点。

前段时间，研究人员在这些起源处发现了特征性的染色质结构：这些位点的核小体以非常规则的方式排列，“比基因组的其余部分排列得更有序，”Kurat说。

试管中的极简模型

为了研究这种结构规律性是如何产生的以及它是如何影响复制的，Kurat和他的团队多年来一直致力于分离参与酵母细胞复制的蛋白质和起源，以便他们可以在试管中复制功能性复制系统。

“这种生化重组方法非常费力，”Kurat强调说，“但对于详细了解复杂过程也非常有价值。因此，我们与BMC和马克斯普朗克研究所的同事进行了如此富有成效的合作，这对我们来说是一个福音用于生物化学。”

通过这些重组，研究人员能够证明哪些因素在起源处产生了规则的染色质结构，以及这对于复制机器在其起点上运行的重要性。

“没有这种染色质结构的突变细胞无法存活，”该研究的主要作者ErikaChacin说。复制开始的一个关键因素是蛋白质复合物ORC(OriginRecognitionComplex)，人们早就知道它会招募复制机器的必要部分。

令他们惊讶的是，研究人员发现这种复合物还有第二个功能：它通过与所谓的染色质重塑复合物一起相应地排列核小体，在起源处高度有序的染色质结构的发生中起着至关重要的作用。

“我们的结果让科学家们更好地理解复制，”库拉特说。

“这是生命中最基本的过程之一，深入了解它本身就很重要。此外，例如，在癌细胞的情况下，复制和染色质结构都会出错。我们”能够将这两个方面结合起来有助于在未来开发更好的药物。许多抗癌药物会抑制DNA复制，这与强烈的副作用有关。染色质结构可能是我们未来可以采用的新杠杆。“

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