ENCODE项目揭开DNA螺旋多次复制中的一个重要秘密

　　

生物通报道：以维吉尼亚大学（UVa）研究人员为首的研究小组，最近揭开了DNA螺旋多次复制机制中的一个重要秘密——不止是碱基对序列，然色体不同位点染色质包装的松紧度也非常关键。染色质疏松区的基因复制较早，表达水平较高；染色质密集区的基因复制较晚甚至不表达。

UVa生化和分子遗传学教授、ENCODE项目（刊登于6月14日《Nature》杂志）复制部份带头人Anindya Dutta说，通过观察复制时间我们可以推测哪些基因处于允许表达的环境以及细胞经过不同分化途径的潜力。基因组不同部分复制的时间与染色体包装有密切关系。

这项发现在HeLa子宫颈癌细胞株和正常细胞株（淋巴细胞）中得到证实。奇怪的是，根据染色质包装预测的在HeLa细胞中发生的事件在淋巴细胞中也成立，即便HeLa细胞是基因组异常的癌细胞。

染色体不止是一个DNA结构，还受到组装DNA的蛋白特别是组蛋白的影响。这种包装决定了酶阅读、复制DNA和编码蛋白的方式。

DNA元件百科全书（Encyclopedia of DNA Elements ，ENCODE）项目其他几位研究人员利用HeLa和淋巴细胞研究人类1％的基因组，发现遗传表达数据与Dutta实验室根据基因表达时间预测的内容能够完美匹配。ENCODE的下一个计划是利用至少10个细胞株，检测剩余99%的基因组。

14日《Nature》封面：ENCODE项目试点阶段完美收关

这项发现带来的一个有趣的问题是：是什么决定了染色体上表达活跃区域和非活跃区的边界？Dutta说是因为表达的基因不同，不同类型细胞相应染色体上活性区域的长度不同。边界是怎样移动，以使某些基因在一种细胞中活跃而在另一种细胞中不活跃的？这需要进一步研究，但不排除一种可能：特定蛋白与染色体元件的结合。Dutta说，没有决定活性区和非活性区边界的物质，但很明显染色体有这些区域。

另一项有趣的发现是某个遗传学观点是错误的。人类从父母处各获得一套基因拷贝，每套拷贝应该有相同的行为。研究人员一直认为两套拷贝或者表达、复制较早或者不表达、复制较晚，但结果显示20％的基因对异步复制，原因是一对拷贝分别处于不同的染色质环境。

Dutta说一个拷贝复制的早，另一个复制的晚，即便我们得到了基因的两个拷贝，并不是所有的基因都是双拷贝表达的。有很多基因对的染色质包装是不同的。这意味着，染色质包装可能使某基因的某个拷贝无活性。如果关闭癌细胞的肿瘤抑制基因是异步复制的，癌细胞只需突变有活性的拷贝就可关闭该基因。

Dutta与其同事目前正在进行后继研究，观察剩余基因组。（生物通 小粥）