双分子复合体：控制染色质浓缩程度

生物通报道：Wistar研究所和Fox Chase癌症研究中心的研究人员发现染色质浓缩程度小有利于基因表达，浓缩程度大会导致一些DNA被‘封杀’起来不能转录。” 浓缩程度由ASF1蛋白决定，当其与HIRA形成双分子复合体时，染色体浓缩程度高，与CAF1结合时，染色体浓缩程度低。研究详细结果刊登于9月17日电子版《Nature Structural and Molecular Biology》，书面版将于10月面世。

　　

生物通报道：日常生活中经常使用的工具会被放在“辍手可得”的地方，比如瓶起放在厨房抽屉里，扫把放在门廊里。不常用的工具也会被放在不经常光顾的地方，比如地下室、仓库，至于那些危险性工具更有可能被主人“束之高阁”。

同样道理，人类基因组在漫长的进化过程中也发展了一种机制，能够保证有功能的基因快速表达，一些危险系数较高的基因被长久“封杀”起来，甚至永久不能发挥作用。一些只负责早期发育和细胞增殖的基因很有可能成为被长期封杀的基因，因为假如它们在生命晚期被再度被激活，可能致癌或引发其它疾病。一直以来，癌症研究人员希望能够获得更多的用于管理基因组的重要分子的信息。

目前，Wistar研究所和Fox Chase癌症研究中心的研究人员，清晰观察到一种能够“封杀”基因、制止细胞繁殖和生长的双分子复合体（two-molecule complex）立体结构，并且发现复合体中的一种分子也会与其它分子伴侣结合为另一种双分子复合体。第二种复合体控制基因以更易于表达的方式储存，支持细胞继续生长。研究详细结果刊登于9月17日电子版《Nature Structural and Molecular Biology》，书面版将于10月面世。

“我们研究的双分子复合体是够控制特定基因（被激活后会引发疾病的基因）表达与否的关键检查点，”Wistar研究所基因表达和调控程序（Gene Expression and Regulation Program）成员之一、Ronen Marmorstein博士说，“这是我们首次观察分子交流和相互作用时的结构变化，研究结果有助于研究这些分子的功能。”

“通过对指挥这些复合体形成和操作的一些途径进行定义，我们能够发现在生长状态和处于非生长状态的细胞的一些不同之处，” Fox Chase 基础科学部Peter D. Adams博士说，“这些不同是区分正常细胞和癌症细胞的关键所在。”

研究的双分子复合体叫做组氨酸伴侣复合体（histone chaperone complex，生物通编者译）通过将组氨酸插入到染色体中的正确位置，对细胞核中染色质浓缩为染色体的过程进行控制。

Marmorstein说：“染色质浓缩的形式多多少少有些不同，浓缩程度小有利于基因表达，浓缩程度大会导致一些DNA被‘封杀’起来不能转录。” Adams说：“细胞核中DNA的适当加工对于维持细胞正常功能，防止癌症等疾病非常重要。”

研究人员在双分子复合体中，两个分子相互连接的区域发现了未曾预料的现象。
已知复合体中的一个基因ASF1，当指导染色质进行高度浓缩时，会与一种名为HIRA的搭档相结合；当指导染色体进行低度浓缩时，会与一种名为CAF1的搭档相结合。

进一步的研究发现，HIRA与ASF1相互作用的部分和CAF1 与ASF1相互作用的部分结构基序几乎相同。这就意味着，ASF1只可以和HIRA 、CAF1两者其中之一结合，不能同时结合两种蛋白搭档。换句话说，相互作用的过程是排他性的，与哪种搭档结合主要取决于ASF1是指导染色质高度浓缩还是指导染色质低度浓缩。但究竟又是什么决定了ASF1的选择呢？至今仍是个谜。

研究项目的两位主要负责人分别是来自Wistar的唐勇（Yong Tang，音译）和来自Fox Chase的Maxim V. Poustovoitov。研究受到美国国立卫生研究院、美国白血病与淋巴瘤协会（the Leukemia and Lymphoma Society）、宾州卫生部（Pennsylvania Department of Health）宾州卫生部Commonwealth Universal Research Enhancement Program资助。（生物通记者 小粥）