DNA发现揭示了关闭基因的关键“手风琴效应”

研究人员揭示了“手风琴效应”对关闭基因的重要性，这项研究改变了我们所知的基因沉默的基本原理。这一发现扩大了我们对我们在子宫中发育时如何打开和关闭基因以形成身体中不同类型细胞的理解。

　　

这一发现扩展了我们的理解，即当我们在子宫中发育时，我们是如何打开和关闭基因来制造我们体内不同类型的细胞的。

它还为未来利用基因沉默提供了一种新方法，以治疗或逆转一系列疾病的发展，包括癌症、先天性疾病和传染病。

基因沉默是由DNA与细胞的紧密程度决定的。由安德鲁·肯尼瑞博士和玛妮·布洛伊特教授领导的研究小组发现了一种新的手风琴状的触发机制，这对这个过程至关重要。

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

都在DNA中

构成我们遗传物质的DNA紧紧地缠绕在蛋白质上，就像线缠绕在线轴上一样。当它被松散包装时，基因就会被激活;当它紧密结合时，基因就被关闭了。

在这项新研究中，研究人员发现，要关闭一个基因，DNA包装必须首先松开，然后再被紧紧压缩。

Marnie Blewitt教授说，发现手风琴式的触发器让研究小组大吃一惊，改变了他们迄今为止对这一关键过程的基本理解。

“我们惊讶地发现，DNA首先需要放松，才能触发这个过程，”她说。

“就像手风琴在被压缩前需要打开来发出一个音符一样，我们发现我们的DNA需要首先打开，然后才能被压缩和基因沉默。”

沉默的力量

Andrew Keniry博士说基因沉默具有惊人的治疗潜力。

“如果我们能确切地知道如何关闭基因，我们也许有一天能够关闭各种疾病中的有害基因，”Keniry博士说。

“例如，如果你能关闭导致癌症的致癌基因，你就可能有新的治疗方法。

“为了能够实现这个梦想，我们首先需要知道这个过程是如何发生的，这样才能用药物来模拟，而我们的发现是这个谜题的一个更重要的部分。”

基础机制研究的重点是高效地寻找参与基因沉默过程的新因素。

为了实现这一点，团队创造了一个他们称为“圣诞节”的系统，基于通常在开发过程中关闭的红色和绿色标签。该系统通过一个红色和绿色荧光蛋白的表达来报告每个X染色体的基因活性，以揭示基因沉默过程是否正常发生。

这项研究揭示了基因沉默的一种新的分子机制，研究人员精确定位了这一过程所需的蛋白质复合体，称为BAF复合体。

研究的下一步将调查为什么手风琴效应对基因沉默是必需的，以及这一过程与其他染色体(如常染色体)上的基因的相关性。

Andrew Keniry, Natasha Jansz, Linden J. Gearing, Iromi Wanigasuriya, Joseph Chen, Christian M. Nefzger, Peter F. Hickey, Quentin Gouil, Joy Liu, Kelsey A. Breslin, Megan Iminitoff, Tamara Beck, Andres Tapia del Fierro, Lachlan Whitehead, Andrew Jarratt, Sarah A. Kinkel, Phillippa C. Taberlay, Tracy Willson, Miha Pakusch, Matthew E. Ritchie, Douglas J. Hilton, Jose M. Polo, Marnie E. Blewitt. BAF complex-mediated chromatin relaxation is required for establishment of X chromosome inactivation. Nature Communications, 2022; 13 (1)