技术同时测量基因活性和 DNA 包装

DNA的包装如何调节基因的活性?为了回答这个问题， Jop Kind小组(Hubrecht 研究所组长和Oncode调查员)的研究人员 Fanka Rang 和 Kim de Luca 开发了一种同时测量基因活性和 DNA 包装的技术。这种名为 EpiDamID 的方法确定了 DNA 包裹在其周围的修饰蛋白质的位置。收集有关这些修饰的信息很重要，因为它们会影响 DNA 的可及性，从而影响基因活性。因此，EpiDamID 对于研究生物的早期发育很有价值。研究结果于2022年 4 月 1日发表在Molecular Cell上。

为了使 DNA 适合细胞核，它紧紧地包裹在核蛋白周围：组蛋白。根据这种缠绕的紧密程度，DNA 可以(不)接近其他蛋白质。这决定了是否可以进行基因表达、DNA 翻译成 RNA 并最终翻译成蛋白质。

DNA包装决定基因活性

DNA 缠绕在组蛋白周围的紧密度是通过在组蛋白中添加分子基团来调节的。例如，这些所谓的翻译后修饰(PTM) 可以松开 DNA 缠绕。这使得 DNA 更容易被某些蛋白质访问，并使基因表达成为可能。反过来，参与该过程的蛋白质直接识别并结合 PTM。这使得转录成为可能：DNA 复制的过程。

基因表达的调节，例如通过翻译后修饰，也称为表观遗传调节。由于身体中的所有细胞都具有相同的 DNA，因此调节基因表达以(去)激活单个细胞中的特定功能至关重要。例如，心肌细胞与皮肤细胞具有不同的功能，因此需要不同的基因来表达。

使用 EpiDamID 分析单细胞

为了了解 PTM 如何影响基因表达，第一作者 Franka Rang 和 Kim de Luca 设计了一种新方法来确定修饰的位置。使用这种称为 EpiDamID 的方法，研究人员可以分析单个细胞，而以前的方法只能测量一大群细胞。如此小规模的分析提供了关于每个细胞的 DNA 缠绕如何不同的知识，而不是关于许多细胞的平均 DNA 缠绕的信息。

EpiDamID 基于 DamID，一种用于确定某些 DNA 结合蛋白结合位置的技术。使用 EpiDamID，可以在单个细胞中检测特定 PTM 在组蛋白上的结合位置。与其他技术相比，这种技术的一大优势是研究人员需要非常有限的材料。此外，EpiDamID 可以与其他方法(例如显微镜)结合使用，以研究不同水平的基因表达调控。

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