eLife：为什么只有X染色体能招募剂量补偿蛋白

最新一篇eLife文章向我们解答了X染色体上基因表达剂量补偿的分子机理。

　　

生物通报道：对许多动物来说，雌性有两条X染色体，雄性只有1条。为了确保雌性动物X染色体上的蛋白质编码基因的正确表达，而不是多表达1倍剂量，雌性动物们采取了剂量补偿（dosage compensation）措施来纠正这种不平衡性。不同物种的该过程机制有所不同，但它们通常都涉及到一种监管复合体，它们与一条X性染色体绑定，修改这条染色体上的基因表达。

有两条X染色体的秀丽隐杆线虫（caenorhabditis elegans）是雌雄同体（hermaphrodites），有1条X染色体的是雄性。线虫的监管复合体被称作剂量补偿复合体（dosage compensation complex，DCC）。在雌雄同体个体中，它黏附在两条X染色体上，让每条染色体上基因的表达量减半，从而让整体的基因表达水平与雄性个体相当。

之前的研究表明，一些被称作模块（motifs）的DNA短序列，可以将DCC招募至染色体上。但是有一个问题：这些motifs在其他染色体（非X染色体）上也有，为什么剂量补偿复合体却只与X染色体结合呢？

如今，来自纽约大学生物系的科学家们向我们阐明了X染色体的有层次的招募系统。

科学家们使用高分辨率ChIP-seq分析研究DNA与蛋白质相互作用，定义DCC募集点

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X染色体的一些位点包含成簇的一种特异性DNA motif，这些部位比其他位点更强烈地吸引着剂量补偿复合体，是启动该过程的关键。

这些强募集点分布在整条X染色体上，它们之间穿插着一些弱募集点。非性染色体只有1-2个强募集点。多个强募集点通过长距离地协同工作，招募DCC，而非性染色体缺乏这种优势。

有层次的结构和协同效应可能是基因表达的一般特征，这样，蛋白质的结合就不需要染色体上每个募集点都含有特异motif。

“DCC是发育的必须要素，突变的DCC能抑制基因组活性，具有致癌和致病威胁。然而，之前我们并不清楚它的作用机制，我们的这项研究揭开了它的绑定机制。”纽约大学生物系副教授、本文通讯作者Sevinc Ercan解释道。

Ercan说：“通过了解基因组正确行使功能的机理，使我们对异常情况能有更清晰的理解，让解决异常的思路更加清晰。”

原文标题：Cooperation between a hierarchical set of recruitment sites targets the X chromosome for dosage compensation

（生物通：欧阳沐）