中国科学家率先解析30纳米染色质高清晰结构

困扰研究者30多年的最基本的分子生物学问题取得了突破。4月25日，《科学》杂志发表了一篇由中国科学家撰写的长篇论文，宣布了对“30纳米染色质高级结构”的分析，这使人类知道了决定同卵双生的“30纳米染色质”的结构。

困扰研究者30多年的最基本的分子生物学问题取得了突破。4月25日，《科学》杂志发表了一篇由中国科学家撰写的长篇论文，宣布了对“30纳米染色质高级结构”的分析，这使人类知道了决定同卵双生的“30纳米染色质”的结构。\u\u\u\u\u\u\u。

据该论文作者之一、中国科学院生物物理研究所研究员李国红称，遗传信息DNA被浓缩并聚集在仅几微米的细胞核中，其核小体以密集方式形成直径约30纳米的管状螺旋体，即30纳米染色质纤维。目前，30 nm染色质纤维这一超分子复合体的组装和调控机制在世界上尚不清楚，其精细结构组成也存在很大争议。30多年来，对其结构的研究一直是现代分子生物学领域最大的挑战之一

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经过四五年的密切合作和不懈努力，李国红和生物物理研究所研究员朱平成功建立了一套染色质体外重构和结构分析平台。利用冷冻电子显微镜的单粒子三维重建技术，在世界上首次分析了30纳米染色质的高清晰度三维结构，并在“生命信息”的载体——30纳米染色质的高级结构研究上取得了重大突破。朱平说，这种结构表明，30纳米染色质纤维以四个核小体为结构单元，每个单元通过相互扭曲和折叠形成左旋双螺旋高级结构。它还阐明了组蛋白H1在30纳米染色质纤维形成中的重要作用。

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据了解，这篇研究论文的评论者评论说，" 30纳米染色质的结构是困扰研究者30多年的最基本的分子生物学问题之一"。结果是“迄今为止最具挑战性的结构之一”和“理解染色质如何组装的重要一步”。

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高等生物的遗传信息储存在染色体的DNA中。每个个体有200多个不同的细胞，这些细胞是由一个受精卵细胞发育和分化而来的。奇怪的是，尽管它们有相同的遗传信息，但它们的形态和生理功能却大不相同。先前的研究表明，生物体通过调节细胞核中染色质结构(尤其是30 nm染色质的高级结构)的动态变化来选择性地激活和沉默基因，从而控制细胞自我维持或定向分化，决定细胞组织特异性和细胞命运，并进一步形成复杂的组织、器官和个体。这项研究首次阐明了染色质的结构组成，染色质是一个调节平台，以及选择性基因激活和沉默是如何发生的。有专家表示，研究染色质的高级结构及其调控机制，对于了解细胞增殖、发育和分化过程中一些重要基因的表达差异和表观遗传调控机制具有重要意义。

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这一成果是朱平研究组、李国红研究组和生物物理研究所徐瑞明研究组长期合作的结果。它得到了科技部973计划、国家自然科学基金重大研究项目和中国科学院科技战略试点项目的资助。