組蛋白H1通過(guò)染色質(zhì)壓實(shí)促進(jìn)DNA復制過(guò)程，德國MB助力科研

生物學(xué)實(shí)驗中，常常需要將分子實(shí)驗和細胞實(shí)驗相結合，達到一定的實(shí)驗目的。在分子實(shí)驗過(guò)程中，需要控制“DNA污染"。德國MB公司的“PCR Clean"，高效清除核酸污染。

在真核生物中，基因組DNA按層次緊密排列成染色質(zhì)，核小體是其基本結構單元。染色質(zhì)狀態(tài)由多種機制動(dòng)態(tài)調節，以精確調控基因表達程序。其中，組蛋白翻譯后修飾（hPTMs）是轉錄調控中最重要的表觀(guān)遺傳因子之一。在DNA復制過(guò)程中，親本組蛋白以及新合成的未修飾組蛋白沉積在子DNA分子上，導致hPTMs至少稀釋兩倍。為了維持細胞的特性，組蛋白修飾應該在下一個(gè)S期之前精確地恢復。定量質(zhì)譜研究證實(shí)了PTM對舊組蛋白的回收利用，這是hPTMs修復的基石。

此外，利用標記復制DNA結合下一代測序（NGS）方法進(jìn)行的細致研究表明，組蛋白修飾（如H3K4me3、H3K36me3、H3K27me3、H3K79me3）在DNA復制后大部分保留在子鏈上。組蛋白PTM水平的恢復不是同步的，而是表現出標記和位點(diǎn)特異性的動(dòng)力學(xué)。

最近的研究利用CRISPR-biotin化系統追蹤親代組蛋白沉積，發(fā)現在DNA復制過(guò)程中，只有位于抑制染色質(zhì)結構域的親代組蛋白才能大量遺傳。人們普遍認為親本H3-H4作為一個(gè)完整的四聚體被循環(huán)利用，這表明H3/H4上的相關(guān)修飾可能是遺傳的。除了H4K16的去乙?；?，之前的研究在酵母和高等真核生物中表明，包括H3K9me3和H3K27me3在內的抑制性hPTMs可能具有表觀(guān)遺傳。H3K27me3作為兼性異染色質(zhì)的標志，被多梳抑制復合體2（PRC2）催化形成廣泛的抑制染色質(zhì)結構域，在沉默發(fā)育和組織特異性基因中發(fā)揮重要作用。先前的研究表明，H3K27me3結構域的建立/維持采用兩步機制。首先，JARID2和MTF2穩定地將PRC2招募到“成核位點(diǎn)"，形成H3K27me3的多梳狀病灶。其次，預先存在的H3K27me3被EED的芳香籠識別，因此PRC2的酶活性被變構激活，通過(guò)遠程接觸有效地以順式或遠順式方式傳播H3K27me3。除了H3K27me3遺傳的正反饋模型外，PRC2的催化活性還可以受到其他機制的調控，包括EZH1/EZH2和其他輔助蛋白的摻入、其核心亞基的自甲基化、不同的組蛋白修飾、RNA和DNA序列以及高階染色質(zhì)結構。

連接體組蛋白H1是一種重要的染色質(zhì)調節因子，它將核小體陣列壓縮成30納米的染色質(zhì)纖維。一些研究表明，連接蛋白H1在異染色質(zhì)狀態(tài)的建立/維持中起著(zhù)重要作用。與這一假設一致，敲除H1c/d/e導致小鼠胚胎干細胞(mESCs)中H2AK119ub1和H3K27me3的顯著(zhù)減少，并重新編程淋巴細胞的表觀(guān)遺傳狀態(tài)。低溫電子顯微鏡(cro - em)顯示，H1致密的染色質(zhì)結構為左旋雙螺旋構象，以四核小體為結構單元，由第N和(N+2)第th核小體的成對相互作用穩定。有趣的是，核小體-核小體配對機制在RYBP/yaf2-PRC1介導的H2AK119ub1的增殖中通過(guò)拉近相鄰核小體發(fā)揮重要作用。

因此，研究人員想知道在細胞更新過(guò)程中是否有類(lèi)似的染色質(zhì)壓縮/核小體配對機制是H1依賴(lài)性H3K27me3的建立/恢復的基礎。在這項研究中，研究人員使用定量ChOR-seq系統地研究了DNA復制后H3K27me3的恢復動(dòng)力學(xué)特征。研究人員還在體內和體外研究了H1介導的染色質(zhì)壓實(shí)對H3K27me3的繁殖和恢復的影響。

研究結果強烈提示，H1介導的染色質(zhì)壓實(shí)促進(jìn)了H3K27me3在新合成的染色質(zhì)上的時(shí)空恢復，這可能在細胞命運的決定和維持中發(fā)揮重要作用。