Cell综述：染色质和转录动力学

　　组蛋白能帮助古细菌和真核生物维持其基因组的紧凑性和稳定性，形成类似核小体之类的结构也能调控DNA结合转录调控元件，以及顺式调控DNA元件的作用方式。不同类型的蛋白，比如ATP依赖性重塑酶能促进组蛋白与转录因子之间的动态竞争，从而调控染色质的组装，结合以及编辑。

　　5月14日最新一期Cell杂志发表了题为“Genesis of Chromatin and Transcription Dynamics in the Origin of Species”的综述文章，总结介绍了自物种起源以来，我们对于染色质以及转录过程动力学的了解，尤其是那些染色质结构上的ATP依赖性酶，以及TATA结合蛋白活性。这些知识帮助研究人员理清了分析转录调控进化，和染色质动力学进化未来的研究方向。

　　“模式生物DNA元件百科全书”

　　2003年美国启动了ENCODE计划(ENCyclopedia Of DNA Elements)，主要目的是建立人类基因组中生物功能关键性元素目录。2007年美国国家人类基因组研究协会（NHGRI）又拨款5千7百万美元，资助建立在ENCODE计划基础上的modENCODE计划，即model organism ENCODE (modENCODE) Project——模式动物“生命百科全书”项目。

　　在后一个项目中，研究人员公布了三大物种（人类和两种模式生物果蝇及线虫）中染色质的组织机制以及它对于基因调控的影响，他们比较了细胞访问内部DNA必需的染色质修饰模式，以及这些修饰所导致的DNA复制模式的改变。研究人员发现三个物种中具有许多相似的染色质特征。

　　同时研究人员也探究了基因组调控的相似之处。科学家们将焦点放到了一些转录调控因子上。这些关键的蛋白质调控因子决定了哪些祖细胞最终会变为皮肤细胞、肾细胞和眼细胞。研究人员发现，一些转录因子往往结合到三个物种基因组中一些相似的DNA序列上，表明了关于调控信息在基因组中的排布方式，有一些普遍特性保守存在于三大物种中。总体调控原则或多或少相似。

　　研究人员也发现这些物种具有许多共同的关键基因组过程，反映出它们具有共同的祖先。还详细地描述了三大物种利用蛋白质包装将DNA压缩到细胞核中去，以及通过控制对DNA的访问来控制基因组功能的一些相似途径。新研究提供了关于胚胎发育、基因调控和其他生物过程的一些新认识，对于了解人类的生物学和疾病至关重要。

　　X射线晶体技术

　　大约100年前，在英格兰北部，一对父子进行了一项实验，和科学史上的很多实验一样，尽管这对父子的初衷并非如此，但这项实验却彻底改变了科学家们研究分子的方式。随后，不断有科学家们对这一方法进行修改，精炼，使其日臻完善。但不管面貌如何改变，其始终是科学研究中最重要的工具之一，她就是X射线晶体技术。

　　利用X射线晶体技术，科学家们解析了不少染色质与转录调控的关键过程，如一组研究人员发现去组装CRC（disassembly CRCs）的侧面总是有一个‘开关’能抑制其活性，除非遇到一个可以定位在核小体上的标记序列。这个标记翻转了这个抑制开关，从而CRC能令DNA链沿着核小体围绕弯曲，促进基因表达，沉默基因。

　　一些CRC在某些细胞进程中能作为马达，解开DNA链区域，使得这些基因激活，还有另一种类型称为组装CRC（assembly CRCs），则作用相反，在这一细胞进程完成后，能将DNA链重新包装起来。这种解开-再包装的重复循环过程贯穿了细胞整个生命周期。

　　这项研究改变未来研究的方向，即要想了解CRC如何被调控的，不是要去找CRC马达本身，而是要去找马达两侧的一种“开关”。这项研究还指出了CRC的测量功能：检测一个核小体与另外一个核小体之间的正确距离，这个功能能告诉马达在合适的时间上关闭，这对于基因沉默来说十分重要。