研究揭示了关于X染色体结构的新线索

马萨诸塞州总医院(MGH)的研究人员发现了新的线索，这使得人们对包括人类在内的雌性哺乳动物如何“沉默”X染色体有了越来越多的了解。他们发表在《分子细胞》的新研究证明了一些蛋白质是如何改变X染色体的“结构”，从而使其失活的。更好地理解X染色体失活可以帮助科学家们找出如何逆转这一过程，从而使治愈毁灭性的遗传疾病成为可能。

雌性哺乳动物的所有细胞中都有两个拷贝的X染色体。每个X染色体包含许多基因，但只有一对可以活跃。如果两条X染色体都表达基因，细胞将无法存活。为了防止两条X染色体都活跃，雌性哺乳动物在发育过程中有一种机制使其中一条失活。x染色体失活是由一种名为Xist的非编码RNA精心策划的，它遍布整个染色体，并招募其他蛋白质(如Polycomb抑制复合物)来沉默基因，从而完成任务。

MGH分子生物学系研究员李珍妮博士是本文的资深作者，他领导了X染色体失活的开创性研究。她认为，了解这一现象可以治愈一种被称为X连锁疾病的先天性疾病，这种疾病是由活跃的X染色体上的基因突变引起的。“我们的目标是重新激活不活跃的X染色体，它携带了基因的良好拷贝，”Lee说。这样做可能会给患有Rett综合征等疾病的人带来深远的好处，Rett综合征是一种由MECP2基因突变引起的疾病，几乎总是发生在女孩身上，导致语言、学习、协调等大脑功能出现严重问题。理论上，重新激活X染色体可以治愈雷特综合征和其他与X相关的疾病。

在这项研究中，李，安德里亚克里兹，博士学位的第一作者和论文的第一作者，对理解称为X失活的凝血素蛋白簇的功能感兴趣。已知粘附素在基因表达中起关键作用。李说，想象一条长染色体，它的基因远离调控序列。为了让一个基因“打开”并完成它的工作，比如产生一种特定的蛋白质，它必须与一个遥远的调控者接触。染色体通过形成一个小环将基因和调控者聚集在一起，从而允许这种情况发生。环状粘附素有助于这些环的形成和稳定。当基因的工作完成并需要关闭时，一种叫做WAPL的剪刀状蛋白质会切断它，这导致基因和调控者之间的断开。

这些对于基因表达至关重要的小环在失活的X染色体上相对受到抑制。正如Lee和她的同事所表明的，一个原因是Xist将大多数粘附素从不活跃的X染色体中“排出”，这种粘附素的消耗可能是染色体形状和结构重组沉默所必需的。

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