在細(xì)胞核中，基因組DNA被包裝成緊密凝聚的形式，稱為染色質(zhì)。染色質(zhì)組織的基本單位是核小體，這是一種DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物，由定義長度的DNA組成，包裹在由組蛋白組成的珠狀結(jié)構(gòu)周圍。各個核小體通過短長度的接頭DNA連接，形成一串珠子，這些珠子又通過特殊的交聯(lián)蛋白質(zhì)填充在一起。染色質(zhì)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)基因的獲取，因此在基因表達的控制中起重要作用。為了響應(yīng)代謝信號，環(huán)境變化和發(fā)育過程，觸發(fā)機制，動態(tài)修改染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，使基因易于激活，其產(chǎn)物使細(xì)胞能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)貤l件的變化。稱為染色質(zhì)重塑的大蛋白復(fù)合物在這一過程中起著重要作用。這些分子機器局部起作用以破壞核小體組蛋白和DNA之間的接觸，并有效地沿著DNA滑動核小體?，F(xiàn)在由LMU基因中心的Karl-Peter Hopfner教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組與生物醫(yī)學(xué)中心的Philipp Korber博士團隊合作，在此過程中剖析了改造者INO80的一個重要模塊的功能。新發(fā)現(xiàn)剛剛發(fā)表在期刊上這些分子機器局部起作用以破壞核小體組蛋白和DNA之間的接觸，并有效地沿著DNA滑動核小體?，F(xiàn)在由LMU基因中心的Karl-Peter Hopfner教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組與生物醫(yī)學(xué)中心的Philipp Korber博士團隊合作，在此過程中剖析了改造者INO80的一個重要模塊的功能。新發(fā)現(xiàn)剛剛發(fā)表在期刊上這些分子機器局部起作用以破壞核小體組蛋白和DNA之間的接觸，并有效地沿著DNA滑動核小體。現(xiàn)在由LMU基因中心的Karl-Peter Hopfner教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組與生物醫(yī)學(xué)中心的Philipp Korber博士團隊合作，在此過程中剖析了改造者INO80的一個重要模塊的功能。新發(fā)現(xiàn)剛剛發(fā)表在期刊上自然結(jié)構(gòu)與分子生物學(xué)。

在今年4月份出現(xiàn)的一項研究中，Hopfner團隊確定了大部分INO80的三維結(jié)構(gòu)，基于冷凍復(fù)合物與核小體結(jié)合的冷凍電子顯微鏡。這使他們能夠推斷出使INO80能夠從核小體中分離DNA的分子機制。INO80復(fù)合物包括一對運動蛋白，其主動將暴露的接頭DNA供給核小體內(nèi)和周圍，有效地使核小體顆粒相對于DNA滑動。在新論文中，Hopfner及其同事現(xiàn)在描述了重塑機械的另一個關(guān)鍵要素的功能。“令我們驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)INO80復(fù)合物包含作為整合標(biāo)尺的亞基，可以測量相鄰核小體之間DNA的長度，”Hopfner說。

到目前為止，還沒有針對INO80復(fù)合體的Arp8模塊的高分辨率結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。該亞復(fù)合物由蛋白質(zhì)肌動蛋白和肌動蛋白相關(guān)蛋白(Arps)Arp4和Arp8組成。在細(xì)胞質(zhì)中，肌動蛋白聚合成長絲網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成維持細(xì)胞形狀的內(nèi)部支持系統(tǒng)的主要組分。這種細(xì)胞骨架在細(xì)胞遷移中也起著至關(guān)重要的作用，并組織了許多過程，包括細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運。但正如新研究的第一作者Kilian Knoll和Sebastian Eustermann所指出的那樣：“20多年來，肌動蛋白也存在于細(xì)胞核中已經(jīng)很明顯了。。它是INO80和相關(guān)分子機器不可或缺的組成部分，但其功能仍然模糊不清。“通過確定INO80復(fù)合物的Arp8模塊的晶體結(jié)構(gòu)，LMU研究人員現(xiàn)已破譯其功能.Arp8本身與核肌動蛋白相互作用。與Arp4結(jié)合，然后該模塊與INO80復(fù)合物的長螺旋區(qū)段結(jié)合。正如作者在實驗中所證明的，這種螺旋對于INO80的核小體滑動活性是必不可少的.Eustermann表示，對暴露的接頭DNA的識別會觸發(fā)重塑活動，允許INO80馬達驅(qū)動核小體周圍的DNA。如果連接子突出太短，DNA的運動就會停止。Arp8模塊在重塑過程中起著直接和重要的作用，因為它測量暴露的接頭DNA的長度，即相鄰核小體之間的距離，并刺激核小體重新定位。因此，LMU研究首次確定了重組中核肌動蛋白的分子功能染色質(zhì)。由于已知重塑復(fù)合物參與腫瘤發(fā)生，因此這些對其作用模式的新見解可能對癌癥治療有影響。