长长的DNA分子中的一些区域缠绕着组蛋白核，构成了核小体。（图片来源：Christina Ullman）
    
    本报讯 最新出版的英国《自然》杂志刊登了一项令人兴奋的研究成果，美国宾夕法尼亚州立大学的科学家绘制出第一张完整的“高分辨率”遗传控制通路结构图，人类第一次清楚地看到了适用于所有基因组的基因受控表达机制。
    
    该结构图指明了DNA上关键控制基因——核小体的精确位置，它是由DNA在一些区域缠绕着组蛋白核形成的线团结构。研究表明，位于转录启动位置的核小体控制着细胞内基因功能的打开与否。
    
    该研究的许多惊人发现揭示了核小体系统结构与其调控的潜在DNA序列间的隐密关系。该研究的主要负责人、生物化学和分子生物学教授B. Franklin Pugh说：“我们现在已经准确地知道核小体在DNA分子中的位置，以及它们所缠绕并紧密控制的DNA碱基序列。”在这些碱基序列中，Pugh和同事揭示了遗传控制关键通路的结构：它受核小体控制，并在基因开始转录前被开启。
    
    该研究表明，几乎所有的基因在转录开始时都具有相同类型的通路结构，而且这些通路位于核小体的相同位置。尽管该研究同时发现了少数不符合这一规范的基因模式，但这是科学家第一次明确发现这些通路位于核小体的相同位置，并具有明显的一致性。
    
    该研究同时发现，位于转录启动控制中心位置的核小体在DNA分子上大约占据着数个重叠位置，一般是10个碱基对，这与DNA双螺旋结构的周期旋转长度精确吻合。
    
    为了得到“高分辨率”的结构图，研究人员利用抗体绑定酵母菌基因核小体组蛋白核H2A.Z，在酵母菌基因的6000个区域中分离出322000个核小体。随后，科学家利用DNA测序仪器测定了每个核小体中的碱基序列。通过将测定结果与此前发表的酵母菌基因组对照，研究人员查明了H2A.Z核小体的起始位置，得出了上述结论。
    
    该研究的另一个重大发现就是发现转录启动控制中心往往位于核小体的外部边缘，并且向外对着DNA螺旋，使得细胞的转录蛋白更容易找到它们。Pugh表示，这一“安排”是有意义的，当信号蛋白到达控制中心时，它们要协助松开核小体，从而能够开始读取基因。现在科学家已经知道，核小体会使转录通路保持关闭，直到有需要时，核小体的DNA缠绕会被细胞内分子机制松开，从而打开通路，开始细胞分子转录。Pugh说，核小体的作用应该就是控制转录的通路。
    
    新的研究结论极大简化了之前关于基因组装结构的理论。Pugh表示，各种基因虽然具体的序列并不相同，但基因体系形成特定的序列和结构的根本方式是一样的。此次发现对未来研究和实际应用的指导意义无疑是巨大的，科学家将有望藉此发现更多的基因调控区域。
    
    （任霄鹏）2007-4-4