Cell子刊：组蛋白替换的表观遗传学意义

 DNA是一种动态的信息形式，信息的储存和读取都有一定的规则。将1.8m长的DNA塞进狭小的细胞核并不容易，要展开DNA读取特定片段和基因也绝非易事。

高等生物的基因组DNA围绕着由四种组蛋白组成的八聚体，形成碟状的核小体结构。基因组DNA以这样的形式包装成为染色质，使DNA受到良好的保护。为了维持DNA相关过程所需的正确结构，染色质需要持续更换组蛋白。

伦敦帝国理工学院的研究人员在小鼠卵母细胞中，揭示了组蛋白替换对转录调控和DNA甲基化的重要影响。这项研究发表在最新一期的Molecular Cell杂志上。

发育中的卵母细胞是研究DNA包装的理想体系，这种细胞不进行分裂，也就不存在DNA复制。不过卵母细胞的基因组相当活跃，因为卵细胞发育涉及基因活性和DNA修饰的广泛变化，直到卵细胞成熟并为受精做好准备。

研究人员在卵母细胞中删除了一个组蛋白的分子伴侣，这种伴侣蛋白负责在染色质结构中替换组蛋白。随后他们通过单细胞表观遗传学研究，分析了卵细胞发育、DNA完整性和DNA甲基化受到的影响。

表观遗传修饰是指不改变DNA序列的可逆性修饰，在生长发育等过程中调控基因的表达。在卵细胞发育过程中，卵母细胞会经历一系列的表观遗传学修饰，这对于卵细胞的生殖能力至关重要。

“缺组蛋白分子伴侣乏Hira的卵细胞表现出严重的发育缺陷，会导致细胞死亡，”文章作者Dr Gavin Kelsey说。“卵细胞的整个系统受到干扰，DNA损伤累积，染色质的变化使基因不能有效沉默或激活。我们还发现，在卵细胞中起作用的不同表观遗传学系统存在复杂的关系，组蛋白水平的异常对DNA甲基化的影响很大。

这项研究展示了组蛋白替换对维持基因组保真度的重要性，以及基因组动态变化中保护其完整性的具体机制。研究卵母细胞的发育过程有助于人们更清晰的理解基因组动态，以及这种动态对于生殖细胞的重要意义。