Cell | 染色质激活或诱导状态决定了核小体分离的差异性

肌动蛋白结构上通过推动或消除该结构上的核苷酸可以控制基因组的功能和细胞身份认定。这些肌动蛋白结构上里面存在特定的甲基化翻译后修饰（posttranslational modifications，PTMs），它们与特定核苷酸状况相关，并可推动消除性染色体结构上的形成，影响基因的表示。为了在增殖时依然保持基因表示程序的完整性，同意肌动蛋白结构上的分子会不同之处也必须在子代细胞里面构建。构建有所不同类型肌动蛋白状况的重要同意因素是甲基化PTMs，正要存在于甲基化H3和H4的尾巴上。因此，在增殖的步骤里面，除了DNA镜像，表型核小体也必须复建，并重新分配到子代细胞里面。确实，研究成果挖掘出表型的经典作品甲基化（比如镜像依赖的甲基化）亦会在镜像叉后快速重新拆解。有所不同的研究成果组挖掘出H3K9me3和H3K27me2/3可通过有丝分裂性状。然而，这两个甲基化修饰都是与消除性肌动蛋白结构上相关。那么，表型里面的核小体，以及它们带上的甲基化PTMs前提都能性状到子代细胞完全一致的基因可容纳上呢？来自加州大学洛杉矶分校兰戈恩医学里面心的Danny Reinberg教授课题组在Cell发表研究成果Active and Repressed Chromatin Domains Exhibit Distinct Nucleosome Segregation during DNA Replication，该研究成果挖掘出在DNA镜像时，抑制与曾受消除肌动蛋白周边地区的核小体分离是有所不同的。曾受消除肌动蛋白结构上里面的核小体亦会被移往在子代细胞完全一致的基因周边地区，而抑制型肌动蛋白结构上里面的核小体的重新分配则是致密和随机的。为研究成果核小体的分离情况，研究成果者在候选基因可容纳不可逆标上甲基化H3.1和H3.2，以追踪小鼠胚胎发育肿瘤细胞里面核小体在增殖时的改变。简单来说，该新方法通过邻近蛋白标上技术，利用CRISPR为特定基因可容纳的H3.1和H3.2带上丙二酸标上，经ChIP-qPCR扫描该丙二酸标上在核苷酸G1期和S期的丰度，以化学反应核小体的分离情况。若该位点H3.1和H3.2上的丙二酸标上在一次增殖后升高一半，说明该核小体被移往在了两个子代细胞的完全一致基因可容纳上；若该丙二酸修饰很快消失，说明子代细胞并未性状该基因可容纳的核小体。研究成果者首先扫描了在胚胎发育肿瘤细胞里面沉默表示的Hoxc6， Ebf1， Meis2基因的核小体分离情况。这些基因可容纳的核小体丙二酸水平随增殖慢慢减半，这提示曾受消除的基因可容纳的核小体亦会被移往在子代细胞的完全一致位置。这与前人挖掘出的H3K9me3和H3K27me2/3可通过有丝分裂性状的情形相印证。那么，抑制型肌动蛋白周边地区的核小体又是如何分离的呢？研究成果者扫描了在胚胎发育肿瘤细胞里面被抑制表示的Ccna2， Nanog和Pou5f1基因，挖掘出该基因可容纳的丙二酸标上在增殖后呈圆形致密状况，丰度很低，这提示对于抑制型肌动蛋白周边地区来说，表型核小体没有可靠的重新分配到子代细胞也就是说的基因可容纳，而是随机重新分配的。越来越有趣的是，在诱导胚胎发育肿瘤细胞分化时，Hoxc6基因由消除转为抑制，它的核小体重新分配模式也由可靠的同位点重新分配改随机重新分配。这说明表型核小体的局部重新分配，可以反映该肌动蛋白周边地区的活性状况。总的来说，该研究成果通过CRISPR引导的甲基化丙二酸标上系统，研究成果了核小体在增殖步骤里面的重新分配方式为，并挖掘出抑制与曾受消除的肌动蛋白周边地区的核小体重新分配方式为的有所不同。值得注意的是，在核苷酸的S期里面，曾受消除的肌动蛋白周边地区的镜像要晚于抑制型肌动蛋白周边地区。这个时间差异也造成了常以肌动蛋白的镜像速率大于异肌动蛋白。异肌动蛋白相对较慢的镜像速度可能会保证了核小体的可靠重新分配，而常以肌动蛋白里面的PTMs则由也就是说的正调节因子（master regulators）如此一来识别也就是说DNA序列，并动员PTMs酶重新构建。原始原文：Escobar TM1, Oksuz O1, Salda?a-Meyer R1, et al.Active and Repressed Chromatin Domains Exhibit Distinct Nucleosome Segregation during DNA Replication.Cell. 2019 Oct 31;179(4):953-963.e11. doi: 10.1016/j.cell.2019.10.009.