染色质在细胞机械信号转导过程中的关键作用2024-05-23 08:42:45
染色质作为遗传信息的分子存储装置已被广泛关注。细胞核内，染色质与细胞核骨架之间存在广泛的物理连接，上述结构不仅维持着细胞核的结构稳定性，还调控着基因表达过程。近年来研究发现，染色质不仅是机械信号通过级联生化反应调控基因转录的细胞核内执行单元，应力/应变还可以直接调控染色质构型在机械信号响应过程中扮演重要的角色。本章从染色质的基本结构出发，介绍量化染色质物理构象的方法，进而探讨染色质在细胞机械信号转导过程中的关键作用。在真核生物中，DNA并非裸露存在的，而是缠绕在由核心组蛋白H2A、H2B、H3和H4组成的八聚体上形成核小体。核小体长度约为1.9Å，由147个碱基对的DNA分子以左旋超螺旋缠绕组蛋白八聚体约1.7圈，核小体核心结构分子量约225kDa。核小体被进一步压缩、凝聚成30nm的染色质纤维，再进一步折叠形成染色质高阶结构。根据染色质的折叠程度与转录活性分为常染色质和异染色质。与常染色质相比，异染色质的堆积更为密集、转录活性更低且倾向于分布在细胞核周围。在结构上，LADs将核骨架蛋白组分核纤层与染色质联系起来，细胞外机械刺激可通过 LINC 复合体传递至核纤层，进而通过LADs传至染色质，影响染色质空间状态和基因表达。除此之外，由于染色质是一种带负电荷的聚合物，因此可以根据周围环境的离子条件动态的改变局部结构，从而直接影响基因组在细胞核中的读取方式。
不同课题组从不同尺度对染色质的构象和物理状态进行了研究，得到了染色质的不同物理状态，如液态、固态和凝胶态。染色质的物理状态由自身固有性质（核小体组成、组蛋白修饰）和环境因素（盐浓度）共同决定。
出自《细胞核生物力学研究进展》作者:刘中乾 齐颖新.
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