2024年12月22日
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近年来Z型DNA（Z-DNA）的研究引起越来越多的关注，但在细胞中对它进行观测还存在困难，主要是缺少一种简便可靠的手段可以对它进行直接观测。最近，中科院合肥研究院智能所黄青课题组与郑州大学张凤秋课题组合作，利用红外光谱技术观测并研究了染色质重塑中DNA的B-Z构象转变，文章被Analytical Chemistry接收发表。
染色质重塑是表观遗传学的主要研究内容之一，它一般包括组蛋白共价修饰型或ATP（一种高能磷酸化合物）依赖型两种类型。组蛋白共价修饰型是通过影响组蛋白与DNA双链的亲和性，从而改变染色质的疏松或凝结状态；而ATP依赖型的染色质重塑是通过染色质重塑复合物来改变组蛋白与DNA的结合状态，在靠近核心组蛋白的DNA表面建立特殊构象，从而使转录因子更容易靠近DNA的过程。在染色质重塑过程中，组蛋白与DNA间的相互作用将发生变化，因此可能导致DNA构象的改变。其中，Z-DNA构象可能更利于破坏核小体的结构，在启动子处保持更为开放的染色体结构，从而促进转录。
为了考察细胞中染色体重塑引起的DNA构象变化，研究人员利用红外光谱技术对细胞光谱中与DNA相关的特征峰进行仔细观测与分析，发现通过调节染色质重塑复合物SWI / SNF中的催化亚基BRG1/BRM，可以诱导染色质重塑的发生，并由此诱发DNA的B-Z构象转变。红外光谱具有简便、快速、无损检测的特点，它可以对细胞中的生物大分子进行定性和定量分析。此前，黄青课题组应用红外光谱成功实现了Z-DNA的表征，发现组蛋白乙酰化可引起染色质中Z-DNA转变（Analytical Chemistry，2016, 88: 4179-4182）。在此次研究中，他们不仅利用红外光谱技术研究了ATP依赖型染色质重塑中的DNA构象转变，而且借助染色质免疫共沉淀技术，进一步验证了该染色质重塑中所发生的Z-DNA构象转变，这从另一方面也证明了红外光谱表征Z-DNA结果的可靠性。
以上研究得到了国家自然科学基金重点项目和青年项目的资助。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.0c02432
通过傅里叶变换红外光谱法检测染色质重塑诱导Z-DNA构象
新闻链接：http://www.hf.cas.cn/xwzx/jqyw/202010/t20201022_5720813.html
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