華人科學家Nature公布核小體分布圖

　　來自美國西北大學分子生物學系，統計系等處的研究人員發表了題為“A map of nucleosome positions in yeast at base-pair resolution”的文章，通過建立了一種新方法，在全基因組范圍內分析核小體分布的位置，這將有助于揭示體內與轉錄相關的核小體作用機制。相關成果公布在6月28日Nature雜志上。

　　文章的通訊作者是西北大學統計系王吉平(Ji-Ping Wang，音譯)博士，王博士2003年畢業于賓州州立大學，主要研究方向包括生物信息學，基因組學等方面。

　　真核基因組在活體中不以裸露DNA形式存在，但在被稱為染色質的蛋白-DNA復合物中是以裸露DNA形式存在的。其中的核小體能幫助扭曲或者封閉基因組DNA，影響DNA片段與DNA結合蛋白的接觸，而且核小體的精確位置也會影響染色質纖維的結構。核小體中即使是單個堿基對位置的變化，都會改變染色質構象，以及蛋白結合動力學。

　　因此在單堿基對分辨率的尺度下，繪制核小體的位置對于了解許多生物學進程，比如RNA聚合酶活性，轉錄因子結合動力學，DNA復制和基因剪接具有重要的意義。但是目前已有的繪制核小體的方法并不能在單堿基對這個精度上分析核小體位置。

　　為了解決這個問題，在這篇文章中，研究人員發展了一種基于改造后組蛋白的化學修飾，來直接繪制核小體中心的方法，并利用這一方法在全基因組范圍內，對釀酒酵母的核小體位置進行了前往所有詳細和精確的活體分析。

　　目前最常見用于核小體定位繪圖的方法主要是通過對染色質使用微球菌核酸酶(Micrococcal nuclease，MNase)，來消化沒有受到組蛋白核心保護的DNA序列，這樣就能通過分析未消化DNA序列片段，間接了解核小體的位置。(微球菌核酸酶是一種內切核酸酶，作用于單鏈及雙鏈核酸，生成3′磷酸末端。對單鏈核酸的作用較好，能較好地分解DNA或RNA的富含AT或AU區域。)

　　這種方法雖然能了解核小體，但是并不精確，因為存在讀長變化大，核小體瞬間解體等方面的問題。而王博士等人開發的這種新型全基因組繪圖方法，則能在單堿基對分辨率尺度下，直接靶向核小體中心位置。這一技術源自早期利用局部羥基自由基繪制重組單核小體中心位置的方法。

　　研究人員在釀酒酵母中將一個獨特的半胱氨酸引入組蛋白H4(H4S47C)，通過共價連接加上一種sulphhydryl反應，銅螯合的 N-(1,10-phenanthroline-5-yl)iodoacetamide，這樣利用高度局部化的羥基自由基來修飾工程改造的組蛋白，所獲得的分布圖就能以單堿基對的準確性限定了核小體中心的位置。

　　這樣獲得的核小體圖譜能在全基因組范圍內描述核小體精確位置，研究人員從中分析了核小體所占比例，以及各處的分布豐度，這些研究數據將有利于研究人員解析與核小體有關的各種生物學進程。

　　這一研究組在2007年還公布了核小體對DNA序列的偏好，并預測整個基因組范圍內核小體的組織。這一成果登上了Nature封面。研究人員將計算方法和實驗方法結合起來，用以確定核小體對DNA序列的偏好，并預測整個基因組范圍內核小體的組織。酵母基因組編碼一個內在的核小體組織，這可以解釋活體中核小體位置的大約一半。該編碼在不同真核細胞中都高度保留了下來，它的作用是將轉錄因子引導到它們的結合點，并輔助很多其他的特定染色體功能。