破解DNA复制关键谜团

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来自法国居里理工学院（Institute Curie）核动力学与基因组可塑性（Genome Plasticity）实验室，丹麦癌症协会（Danish Cancer Society）的研究人员解开了一个DNA复制方面的重要谜团：DNA解链过程中组蛋白会发生什么？这项发现识别出了一种能在DNA复制过程中帮助组蛋白在DNA母链和子链中穿梭的复合物，这对于深入研究DNA复制来说意义重大。这一研究成果公布在12月21日的《科学》（Science）杂志上。

  

真核生物复制与原核生物复制不同，其中要涉及核小体，因此DNA进行了半保留复制，即在真核生物的复制子上，亲代染色体的核小体被逐个打开，组蛋白以完整的八聚体形式直接转移到子代DNA的前导链上，新合成的组蛋白与后滞链组装成核小体。因此，DNA的复制是半保留的，而组蛋白则是全保留的。这些主要是通过环己酮亚胺抑制组蛋白合成，电子显微镜下观察进行实验证明的。

  

然而随着研究的深入，科学家们发现实际上并非如此。组蛋白怎样和DNA结合立即产生核小体是一个多年来令人迷惑的问题。组蛋白是预先形成的一个八聚体围绕在DNA的周围，还是一个H32·H42四聚体作为一个核与DNA先结合，然后再加入H2A·H2B二聚体呢？由于受到装配颗粒沉淀的限制，在体外的自我装配是一个很慢的过程，要想知道可模仿的生理条件是很困难的。

  

在这项研究中，研究人员分离出了一个复合物，其中包含了组蛋白伴侣蛋白：Asf1和解旋酶Mcm（微小染色体维持蛋白MCM，不但在DNA的复制起始中有重要作用，而且在基因转录、染色质重建和保持基因的稳定性方面有额外的重要功能），在复制叉上Asf1与Mcm相互作用，从而不但补充组蛋白，而且也从DNA母链上接受组蛋白。

  

文章作者，居里研究院的Genevieve Almouzni表示，“这第一次给予了我们了解亲代组蛋白传递过程中的传送机制的机会”。

  

科罗拉多大学健康科学中心的Jessica Tyler多年以前就证明组蛋白伴侣蛋白Asf1能在新复制的DNA上补充组蛋白，而最近的这一研究中，Almouzni和她的同事发现Asf1不仅能补充组蛋白，而且也能从DNA母链上接受组蛋白。

  

来自波士顿学院的Anthony Annunziato表示，Asf1只能结合在组蛋白二聚体上，因此Almouzni的发现说明DNA复制过程中的一种模式——复制叉上组蛋白四聚体会分裂成二聚体，“问题是，如何组装成一个新的核小体”，两个二聚体是都来自父本，或者都是新合成的？还是一个来自于父本，一个是新的？在这些研究中，这一问题还未得到解答。

  

目前Almouzni表示十分感兴趣系统中DNA复制过程，并且希望追踪组蛋白穿梭过程的生化机制，“我们建立了一个简单的模式，还有许多元件需要添加进去。