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染色质重塑与DNA甲基化新发现,德国MB核酸污染去除剂助力科研

更新时间:2023-09-02  |  点击率:268

分子实验需要尽量减少甚至是避免核酸污染。用德国MB公司生产的核酸污染祛除试剂——PCR Clean™,即用型喷雾剂,可有效地降解大多数表面上(轻质金属或有色金属除外)的扩增子,质粒或基因组DNARNA。该产品还能有效地去除DNA酶和RNA酶。

 

DNA甲基化、组蛋白修饰和核小体组成是表观遗传的关键决定因素,负责异染色质形成和转座子沉默,从而有助于基因组的稳定性。DNA甲基化1 (DDM1)的减少是在拟南芥DNA甲基化缺失的遗传筛选中发现的,它编码一种保守的snf2样染色质重塑atp酶,这是DNA和组蛋白甲基化所必需的。在E3泛素连接酶VIM1(甲基化1的变体)突变体中观察到CG和非CG DNA甲基化的类似减少,而在DNA甲基转移酶MET1突变体中观察到CG甲基化的类似减少。在哺乳动物中,利用DDM1同源基因LSH/HELLS(淋巴细胞特异性解旋酶)VIM1同源基因UHRF1(泛素样蛋白,具有PHD和无名指结构域1)MET1同源基因DNMT1,已经描述了平行网络。

 

核小体组装(1.6转的dsDNA包裹H2A/H2B/H3/H4八聚体核心)DNA复制之后,从H3/H4四聚体开始,导致组蛋白伴侣ca -1(染色质组装因子1)沉积标准组蛋白H3.1,随后添加两个H2A/H2B二聚体。典型组蛋白随后被组蛋白H3.3H2A取代。转录基因Z。这种替代需要SNF2家族蛋白EP400Chd1对核小体进行重塑,它们通过DNA易位改变核小体的定位,并促进组蛋白H3.3H2A。核小体解包裹和组蛋白交换引起的Z沉积。像其他Snf2重塑子一样,Chd1在组蛋白H3的第一个α -螺旋以及H4尾部结合核小体,并通过扭曲DNA诱导每个ATP周期1bp的易位。EP400n端也与H2A结合。Z/H2B二聚体,促进交换。Snf2活性对基因和其他染色体区域的特异性是由组蛋白修饰的识别所赋予的,这两种修饰都是由重塑者本身以及辅助因子决定的。

 

DDM1不是促进转录,而是促进沉默,并且DDM1atp酶和核小体重塑活性已在体外得到证实,但仅在昆虫细胞中表达时。这些活动需要额外的HELLS辅助因素。ddm1依赖的DNA甲基化仅限于中心周围异染色质和沿染色体臂分散的转座元件。

 

ddm1突变体中,这些区域失去DNA甲基化和相关的组蛋白H3赖氨酸-9二甲基化(H3K9me2)重要的是,当DDM1恢复时,只有这些差异甲基化区域(DMRs)的一部分重新获得DNA甲基化,这表明DDM1是表观遗传所必需的。因此,假设DDM1重塑异染色质核小体以促进DNA甲基转移酶进入异染色质。在拟南芥的ddm1突变体和小鼠的Lsh突变体中,核小体的DNA甲基化丢失,但连接体DNA没有甲基化,这与这一观点一致。拟南芥异染色质包括特定的组蛋白变体,即H3.1H2AW(类似于macroH2A)、连接蛋白H1以及特定的组蛋白修饰,包括H3K27me1H3K9me2和去乙酰化组蛋白H3H4

 

DDM1LSH一样,影响了大部分(如果不是全部的话)这些异染色质特异性变异和修饰,但这些多效性作用的机制尚不清楚。研究人员希望确定DDM1识别和重塑异染色质的机制,以及这如何有助于表观遗传。

 

相关研究发表在《Cell》上,文章标题为:“Chromatin remodeling of histone H3 variants by DDM1 underlies epigenetic inheritance of DNA methylation"。

 

研究人员发现DDM1促进H3.1取代组蛋白变体H3.3。在ddm1突变体中,DNA甲基化通过H3.3伴侣HIRA的缺失而部分恢复,而H3.1伴侣ca -1则变得很重要。具有变异核小体的DDM13.2 Å处的单粒子冷冻电镜结构显示与组装所需残基附近的组蛋白H3.3和未修饰的H4尾部结合。n端自抑制结构域抑制活性,而解旋酶结构域的二硫键支持活性。DDM1在细胞周期中与H3.1H3.3共定位,并与DNA甲基转移酶MET1Dnmt1共定位,但被H4K16乙酰化阻断。雄性种系H3.3变体MGH3/HTR10抵抗DDM1重塑,并在精子细胞中作为表观遗传的占位核小体。