物理科技生物学-PHYICA

用于剂量补偿的凝男操女人胶

生物 2022-02-28 00:03:14

马克斯·普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所 MSL2和roX2 RNA完全由男性X染色体合成,形成凝胶状胶(绿色凝胶),将MSL复合物特异性地附着在苍蝇的X染色体上。

信用:shutterstock:Anusor n Nakdee & amp;假期

信用:

Top蒙太奇:免疫生物学和表观遗传学MPI,弗莱堡 人类女性有两条X染色体,男性只有一条

这种染色体不平衡也延伸到动物王国的其他分支

有趣的是,不起眼的果蝇设计了一种不同的方法来“平衡”这些差异

人类和老鼠的雌性关闭了它们的一条X染色体,而果蝇却是由雄性来完成这项工作

一种被称为MSL复合物的表观遗传因子与单个雄性X染色体结合,并利用其组蛋白乙酰化功能超激活X染色体,试图达到与雌性携带的两条X染色体相同的核糖核酸产生水平

如果这个过程失败,雄蝇就会死亡

“一个一直困扰研究者的问题是,MSL复合体如何知道每个苍蝇细胞携带的8条染色体中的哪一条是X染色体,”弗莱堡免疫生物学和表观遗传学医学研究所主任阿西法·阿赫塔尔解释道

这个问题促使她的团队中的研究人员设计了一个新颖而精细的策略来剖析MSL情结是如何识别X的

研究人员决定将苍蝇MSL复合体移植到一个完全陌生的环境——老鼠细胞,而不是在它的原生栖息地进行研究

研究人员给老鼠细胞提供了再造一条小型雄性苍蝇X染色体所需的所有成分 研究人员决定回到基础,对识别X染色体的机制进行逆向工程,一次识别一个成分

他们首先在小鼠体内表达一种来自MSL果蝇复合体MSL2的单一蛋白质

此时,他们看不到任何事情发生

基于之前在果蝇中的研究,他们假设另一个MSL复合物成分,长非编码核糖核酸也可能是必需的

因此,他们决定把这些核糖核酸中的一个扔进罐子里

在给小鼠细胞提供了果蝇MSL2和roX2核糖核酸后,研究人员现在观察到了由roX2标记的明显的核病灶

阿赫塔尔实验室可以通过给小鼠细胞补充果蝇MSL2和roX RNA来重建迷你果蝇的X染色体。

这些看起来像是病灶(右图),与雄性果蝇在自然条件下看到的MSL复合体覆盖的X染色体区域相似(左图)

荣誉:免疫生物学和表观遗传学MPI,弗赖堡,凯勒-瓦尔塞基等

此外,MSL2和roX2在这些病灶处的浓缩似乎上调了基因的表达

这些病灶的离散性和激活潜能强烈地让人联想到雄性果蝇“原生”状态下由MSL复合物标记的X染色体区域

令人着迷的是,这些实验表明用果蝇MSL2和roX2补充小鼠细胞似乎足以在小鼠细胞中重建一个迷你果蝇X染色体

这种创新的方法由此阐明了MSL复合物识别和激活果蝇X染色体的第一步所需的最小分子成分

X染色体的特异性识别是由凝胶状状态的形成驱动的 现在,研究小组已经找到了形成迷你苍蝇X染色体的确切配方,他们将两种成分——RoX RNA和MSL 2——在试管中混合在一起

他们注意到这些组件呈现出一种独特的状态

“当我们混合MSL2和roX RNA时,我们注意到一些有趣的事情

该研究的第一作者克劳迪娅·凯勒-瓦尔塞奇说:“虽然两种成分在隔离状态下都是液体,但它们开始形成球形粒子,并转变成一个看起来像气相的不同相。”

有趣的是,roX1和roX2都是由位于X染色体上的基因编码的

该团队推测了一个模型,其中从X染色体合成的roX核糖核酸通过它们的相互作用和组装成凝胶状的倾向,诱导附近的MSL2“捕获”

“roX核糖核酸的水平预示着MSL复合体能够找到X染色体的程度

从X中合成的roX越多,复合物就越能更好地将X与常染色体区分开来,”该著作的第一作者之一费利西亚·巴西利卡塔补充道

另一方面,其他染色体不产生roX核糖核酸,因此在它们附近有效捕获MSL复合物的可能性很小

根据他们的研究结果,研究小组发现了一种新的机制,雄性果蝇利用这种机制来区分和标记单个的X染色体,这种机制是基于两种成分的roX-MSL2凝胶的组装

未能组装这种凝胶的雄蝇将会死亡

“凝胶状态也有可能有助于吸引和捕获剂量补偿的其他重要成分,例如增加核糖核酸产量所需的转录机制,”阿西法·阿赫塔尔解释了未来的研究问题

来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!

本文链接:http://www.phyica.com/shegnwu/11342.html

发表评论

用户头像 游客
此处应有掌声~

评论列表

还没有评论,快来说点什么吧~