凝缩蛋白I与接头组蛋白H1.8竞争调控DNA环相分离的机制研究

本研究针对凝缩蛋白介导的环挤压机制如何受组蛋白调控这一关键问题，由日本研究人员通过非洲爪蟾卵提取物模型发现：在拓扑异构酶IIα和组蛋白伴侣Asf1共缺失条件下，染色质会形成独特的"火花状"结构。该研究首次揭示了condensin I与接头组蛋白H1.8通过竞争性结合DNA驱动环结构相分离的物理机制，为阐明有丝分裂染色体组装原理提供了重要理论突破。

　　

通过凝缩蛋白(condensin)介导的DNA环挤压(loop extrusion)过程被认为是驱动有丝分裂染色体组装的核心机制，但该过程如何受组蛋白等染色体蛋白调控尚不明确。有趣的是，在拓扑异构酶IIα(topoisomerase IIα)与组蛋白伴侣Asf1共缺失的非洲爪蟾(Xenopus)卵提取物中，研究人员观察到一种特殊染色质结构——"火花状"(sparkler)结构。这种紧凑结构在无核小体的纠缠DNA上组装形成，呈现多个从核心辐射出的突起。更引人注目的是，凝缩蛋白I(condensin I)特异富集于突起末端，而接头组蛋白(linker histone)H1.8则在结构其余区域密集分布。为解析该现象背后的生物物理机制，研究者构建的理论模型预测：从纠缠DNA中挤出的环结构会发生相分离，形成两个明显区室——富含condensin I的DNA环保持突起形态，而富含H1.8的DNA环则被收卷至中央区域。这项研究揭示了H1.8通过竞争condensin I的DNA结合位点，在此特殊条件下重构DNA环结构的全新机制。