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染色質(zhì)重塑與DNA甲基化新發(fā)現(xiàn),德國MB核酸污染去除劑助力科研

更新時間:2023-09-02  |  點擊率:862

分子實驗需要盡量減少甚至是避免核酸污染。用德國MB公司生產(chǎn)的核酸污染祛除試劑——PCR Clean™,即用型噴霧劑,可有效地降解大多數(shù)表面上(輕質(zhì)金屬或有色金屬除外)的擴增子,質(zhì)?;蚧蚪MDNARNA。該產(chǎn)品還能有效地去除DNA酶和RNA酶。

 

DNA甲基化、組蛋白修飾和核小體組成是表觀遺傳的關(guān)鍵決定因素,負責異染色質(zhì)形成和轉(zhuǎn)座子沉默,從而有助于基因組的穩(wěn)定性。DNA甲基化1 (DDM1)的減少是在擬南芥DNA甲基化缺失的遺傳篩選中發(fā)現(xiàn)的,它編碼一種保守的snf2樣染色質(zhì)重塑atp酶,這是DNA和組蛋白甲基化所必需的。在E3泛素連接酶VIM1(甲基化1的變體)突變體中觀察到CG和非CG DNA甲基化的類似減少,而在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶MET1突變體中觀察到CG甲基化的類似減少。在哺乳動物中,利用DDM1同源基因LSH/HELLS(淋巴細胞特異性解旋酶)、VIM1同源基因UHRF1(泛素樣蛋白,具有PHD和無名指結(jié)構(gòu)域1)MET1同源基因DNMT1,已經(jīng)描述了平行網(wǎng)絡。

 

核小體組裝(1.6轉(zhuǎn)的dsDNA包裹H2A/H2B/H3/H4八聚體核心)DNA復制之后,從H3/H4四聚體開始,導致組蛋白伴侶ca -1(染色質(zhì)組裝因子1)沉積標準組蛋白H3.1,隨后添加兩個H2A/H2B二聚體。典型組蛋白隨后被組蛋白H3.3H2A取代。轉(zhuǎn)錄基因Z。這種替代需要SNF2家族蛋白EP400Chd1對核小體進行重塑,它們通過DNA易位改變核小體的定位,并促進組蛋白H3.3H2A。核小體解包裹和組蛋白交換引起的Z沉積。像其他Snf2重塑子一樣,Chd1在組蛋白H3的第一個α -螺旋以及H4尾部結(jié)合核小體,并通過扭曲DNA誘導每個ATP周期1bp的易位。EP400n端也與H2A結(jié)合。Z/H2B二聚體,促進交換。Snf2活性對基因和其他染色體區(qū)域的特異性是由組蛋白修飾的識別所賦予的,這兩種修飾都是由重塑者本身以及輔助因子決定的。

 

DDM1不是促進轉(zhuǎn)錄,而是促進沉默,并且DDM1atp酶和核小體重塑活性已在體外得到證實,但僅在昆蟲細胞中表達時。這些活動需要額外的HELLS輔助因素。ddm1依賴的DNA甲基化僅限于中心周圍異染色質(zhì)和沿染色體臂分散的轉(zhuǎn)座元件。

 

ddm1突變體中,這些區(qū)域失去DNA甲基化和相關(guān)的組蛋白H3賴氨酸-9二甲基化(H3K9me2)重要的是,當DDM1恢復時,只有這些差異甲基化區(qū)域(DMRs)的一部分重新獲得DNA甲基化,這表明DDM1是表觀遺傳所必需的。因此,假設DDM1重塑異染色質(zhì)核小體以促進DNA甲基轉(zhuǎn)移酶進入異染色質(zhì)。在擬南芥的ddm1突變體和小鼠的Lsh突變體中,核小體的DNA甲基化丟失,但連接體DNA沒有甲基化,這與這一觀點一致。擬南芥異染色質(zhì)包括特定的組蛋白變體,即H3.1H2A。W(類似于macroH2A)、連接蛋白H1以及特定的組蛋白修飾,包括H3K27me1、H3K9me2和去乙?;M蛋白H3H4。

 

DDM1LSH一樣,影響了大部分(如果不是全部的話)這些異染色質(zhì)特異性變異和修飾,但這些多效性作用的機制尚不清楚。研究人員希望確定DDM1識別和重塑異染色質(zhì)的機制,以及這如何有助于表觀遺傳。

 

相關(guān)研究發(fā)表在《Cell》上,文章標題為:“Chromatin remodeling of histone H3 variants by DDM1 underlies epigenetic inheritance of DNA methylation"。

 

研究人員發(fā)現(xiàn)DDM1促進H3.1取代組蛋白變體H3.3。在ddm1突變體中,DNA甲基化通過H3.3伴侶HIRA的缺失而部分恢復,而H3.1伴侶ca -1則變得很重要。具有變異核小體的DDM13.2 ?處的單粒子冷凍電鏡結(jié)構(gòu)顯示與組裝所需殘基附近的組蛋白H3.3和未修飾的H4尾部結(jié)合。n端自抑制結(jié)構(gòu)域抑制活性,而解旋酶結(jié)構(gòu)域的二硫鍵支持活性。DDM1在細胞周期中與H3.1H3.3共定位,并與DNA甲基轉(zhuǎn)移酶MET1Dnmt1共定位,但被H4K16乙?;钄唷P坌苑N系H3.3變體MGH3/HTR10抵抗DDM1重塑,并在精子細胞中作為表觀遺傳的占位核小體。


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