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表观遗传调控子HPI1a驱动果蝇早期胚胎的基因组重组

DNA分子在核中不是裸露的。取而代之的是,借助不同的蛋白质以一种非常有条理的方式将其折叠起来,以建立遗传信息的独特空间组织。这种3D空间基因组组织对于调节我们的基因至关重要,必须在早期胚胎发生过程中由每个人从头开始建立。弗赖堡免疫生物学和表观遗传学MPI的研究人员与来自巴塞尔的Friedrich Mischer研究所的同事合作,揭示了蛋白HP1a在受精后3D基因组重组中的未知但至关重要的作用。发表在科学杂志《自然》上的这项研究确定了HP1a是一种表观遗传调控因子,它参与了果蝇早期胚胎基因组的整体结构的建立。

人类基因组的信息由大约30亿个DNA碱基对编码,并包装成23对染色体。如果所有染色体都能解开并线性排列,那么它们将是一条约2米的细线。DNA分子必须被广泛包装以适合核内部,其大小在微米范围内。“ DNA线不是简单地塞入细胞核。而是以一种非常有条理的方式折叠,以确保基因组的不同部分(有时彼此相隔几千个碱基对)可以相互交流以实现适当的基因功能。”弗赖堡免疫生物学和表观遗传学MPI小组负责人Nicola Iovino说。

这种包装的一部分是组蛋白,它们充当线轴,围绕该线轴缠绕DNA,从而使其紧实。DNA和蛋白质的这种复合物称为染色质。因此,染色质是将遗传物质进一步包装到染色体中的基础,染色体的结构以其独特的十字形而闻名。染色体本身在核内占据着独特的位置,称为染色体领地,这也使基因组的有效包装和组织成为可能。

有助于这种3D染色质组织的完整机器仍待探索。现在,位于弗莱堡MPI的Nicola Iovino实验室与来自瑞士巴塞尔的Friedrich Miescher研究所的Luca Giorgetti合作,展示了异染色质蛋白1a(HP1a)在3D染色质重组中的基本作用。受精后的结构。通过将强大的果蝇遗传学与3D基因组建模相结合,他们发现,在早期胚胎发育过程中,需要HP1a在多个层次上建立适当的染色质3D结构。

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