染色體力學(xué)指導(dǎo)核裝配

我們的每一個細(xì)胞都將其基因組存儲在細(xì)胞核內(nèi) - 這是將真核細(xì)胞與細(xì)菌區(qū)分開來的典型亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。當(dāng)動物細(xì)胞分裂時，它們會分解它們的細(xì)胞核，釋放出單個染色體，以便與子細(xì)胞進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆蛛x。在細(xì)胞分裂結(jié)束時，子細(xì)胞在一組完整的染色體周圍重新組裝單個細(xì)胞核。單核的形成對于維持基因組完整性至關(guān)重要。包裹在單獨的小核中的單個染色體易于大量DNA損傷，導(dǎo)致突變以及染色體重排和丟失。癌細(xì)胞通常含有小的多核，這可能驅(qū)動基因組破壞以及疾病進(jìn)展。盡管如此，細(xì)胞如何將基因組打包成一個細(xì)胞核一直是個謎。

微核的遺傳篩選

IMBA的Gerlich實驗室開始通過篩選在人類細(xì)胞中組裝單個細(xì)胞核所需的基因來解決這個問題。他們發(fā)現(xiàn)了“屏障自動整合因子”(BAF)，這是一種結(jié)合DNA以及許多蛋白質(zhì)的多功能蛋白質(zhì)。沒有BAF，細(xì)胞在細(xì)胞分裂結(jié)束時形成片段化的細(xì)胞核。已知BAF將DNA與核膜上的特定蛋白質(zhì)連接起來。出乎意料的是，Gerlich的實驗室發(fā)現(xiàn)核裝配并不需要BAF與核膜蛋白結(jié)合。相反，他們發(fā)現(xiàn)BAF結(jié)合和橋接遠(yuǎn)距離DNA位點的能力對于塑造單個細(xì)胞核至關(guān)重要。

密集的BAF-DNA網(wǎng)絡(luò)形成單個核

BAF與DNA的關(guān)聯(lián)如何調(diào)節(jié)細(xì)胞核的形成?作者發(fā)現(xiàn)BAF與DNA形成緊密且機械僵硬的網(wǎng)絡(luò)。這在染色體組周圍形成了連貫的表面網(wǎng)格，這對核膜是不可穿透的。該屏障防止膜分別包裹單個染色體，因此引導(dǎo)單個細(xì)胞核的形成。

發(fā)表在最新一期Cell中的這項工作回答了生物學(xué)中的一個基本問題，并揭示了BAF完全出乎意料的功能。“我們的研究結(jié)果表明DNA交叉橋接在基因組功能之外的全新作用，例如通過形成亞細(xì)胞區(qū)室的邊界和機械支架來調(diào)節(jié)基因表達(dá)和重組。我們很高興能夠進(jìn)一步揭示形成有絲分裂染色體并控制它們的分子機制。與其他細(xì)胞成分的相互作用“Gerlich說。

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