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TUhjnbcbe - 2023/8/9 21:37:00
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研究介绍

真核细胞通过一种分级的DNA-蛋白质组装压缩方式,将长达2米的基因组DNA包装在一个直径为几微米的细胞核中。第一级是核小体,由bp的DNA包裹在四个核心组蛋白(H2A、H2B、H3和H4)构成的八聚体上组成。然后,核小体的这个基本重复单元被组织成10纳米的“串珠”染色质纤维,进一步压缩成更高阶的染色质结构,以适应微米大小的细胞核。染色质的组织受到大量化学修饰的调控,特别是在组蛋白核心蛋白的N端尾部,如乙酰化和甲基化。组蛋白修饰调节核小体包装成高阶染色质结构,以影响基因组DNA对转录机制蛋白的可及性。随后,不同表观基因组状态下的染色质压缩控制着它们的基因表达,并对许多细胞过程产生显著影响,如DNA复制、细胞分裂、DNA损伤和DNA修复。

不同的组蛋白修饰如何在每个表观基因组状态下塑造高阶染色质结构仍然是一个重要的问题。由于传统光学显微镜的分辨率有限,目前对不同组蛋白修饰定义的高阶染色质结构的理解是通过体外生化分析间接推断出来的,如染色质免疫沉淀(ChIP)。这些分析通常依赖于对来自聚集细胞群的片段DNA的分析,并在单细胞水平上丢失信息。目前,超分辨率荧光显微镜的最新进展使在固定细胞和活细胞中进行低于衍射有限分辨率的染色质结构成像成为可能。基于定位的超分辨率显微镜,如(直接)随机光学重建显微镜(STORM)提供了一种最佳的空间分辨率,直接可视化以前不可见的高阶染色质结构甚至光学分辨率20-30纳米的体内单细胞核。超分辨率成像显示,体内染色质结构由异质的核小体簇组成,以及特定基因位点不同表观基因组状态的不同染色质包装。然而,由不同的组蛋白修饰形成的原位全基因组的高阶染色质结构仍然难以捉摸。

研究
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