Nature：解析核小体的重塑机制

　　在细胞核中，基因组DNA紧紧包裹在核小体上形成染色质，但基因在如此紧密的包装中是无法表达的。现在德国慕尼黑大学LMU的研究团队，揭示了局部释放核小体DNA的分子机制，正是这一机制使染色体DNA得以转录。文章发表在本期的Nature杂志上。

　　高等生物的细胞核负责储存基因组DNA，这些DNA环绕着由四种组蛋白组成的八聚体，形成碟状的核小体结构。基因组DNA以这样的形式包装成为染色质，使DNA受到良好的保护。但在这种紧密包装的状态下，介导DNA转录、修复和复制的酶难以接触到DNA，也就无法执行其正常功能。

　　包括组蛋白分子伴侣在内的核小体重塑因子，负责令染色质保持动态，以便进行DNA转录等程序。这些因子能够局部修饰核小体结构，与组蛋白亚基相互作用，甚至能将紧密包装的DNA从核小体上解开。

　　FACT复合体就是一种保守的组蛋白分子伴侣，是细胞分裂和DNA修复所必须的因子。FACT复合体能够识别核小体，并在DNA转录、复制和修复过程中确保染色质的完整性。FACT能特异性地与H2A-H2B组蛋白二聚体相互作用，这种二聚体是核小体标准结构的一部分。

　　FACT识别H2A–H2B二聚体的能力，是其多种功能的核心。“然而，至今我们还不了解这些组蛋白的识别机制，也不清楚FACT与H2A-H2B相互作用对其功能有何影响，”LMU的Andreas Ladurner教授说。“因此，我们需要了解FACT识别核小体时的结构基础。”

　　Ladurner及其同事首先分析了FACT 复合体上与H2A-H2B结合的区域(Spt16M)。“这为我们提供了FACT与组蛋白相互作用的一些线索，但这样的信息还不足以揭示核小体的识别机制，”文章的第一作者Maria Hondele说。“于是，我们又通过高分辨率的X射线晶体技术，分析了FACT与组蛋白二聚体结合时的结构。”

　　晶体结构显示，FACT的结合阻断了组蛋白二聚体上的一个关键位点，该位点与DNA的亲和力很高。研究人员指出，Spt16M区域与组蛋白相互作用，使FACT逐渐侵入核小体，阻断组蛋白二聚体与DNA的接触。在此基础上，FACT使部分核小体发生重塑，增强了“核小体呼吸”现象，使局部DNA从核小体上释放出来，允许基因进行转录。“与传统观点不同的是，上述机制并不需要将DNA从核小体上完全解开，而是允许转录机器通过核小体，”Ladurner说。研究人员指出，正是借助上述机制，细胞核中的染色体装配才得以实现动态调节。