破译细胞的另一套遗传密码

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肌体的每个细胞都有相同的遗传密码，但不同细胞破译密码得到的答案不同，肌细胞表达的基因与神经细胞、血细胞的不同，它们分裂时，子细胞继承了父辈基因组上的特定旋转，知道要发育为肌细胞。研究人员相信这些细胞记忆藏在基因组的包装方式中，包括DNA缠绕组蛋白的方式。某些研究人员认为组蛋白上的化学修饰也许跟随“组蛋白密码”代代传递。但密码是否存真的在以及密码状态：像DNA一样的严格规格组还是松垮系统，仍然尚存争议。

    最近，伊利诺斯州立大学研究人员利用新的蛋白质组学联合工具，起草一张附着在组蛋白上的化学物质清单，在确定是否有组蛋白密码的研究中迈出至关重要的第一步。

    组蛋白修饰研究是弄清细胞遗传它们破译基因组特异机制的表观遗传学的一部分。最近有人认为，表观遗传改变与特定精神疾病、自身免疫性疾病和癌症有关。组蛋白通过形成线轴，使DNA缠绕其上而控制DNA。对组蛋白尾的修饰能够改变DNA的缠绕力度，使DNA片段适合翻译。由于每个组蛋白尾可以携带多重修饰，某些研究人员认为不同的修饰联合也许是组成指导细胞利用DNA形式的“密码”。

    在细胞背景中研究修饰会遇到一个挑战：传统分析蛋白的方法是切割蛋白，对修饰的尾部分段，因此检测不到表观遗传学中的一些稀少的化学修饰。伊利诺斯研究人员通过将两种不同的技术结合起来，制造迄今为止组蛋白修饰的最相近目录，克服了这些问题。为了鉴别发生在一起但位于同一组蛋白不同位点的修饰，研究人员首先利用名为“top down”的质谱技术直接分析蛋白的大片段，而非生物学中常见的“bottom up”方式将蛋白消化为小片段，然后利用特殊的色谱，能够根据其所携带的修饰数目对不同组蛋白进行分离。两种技术相结合，提供了比其它方法更精确的结果。

    研究人员分析组蛋白H3最具修饰活性的部分，发现了150多种不同的修饰方式，大多数含有多重修饰。因为细胞有其它两种略微不同的组蛋白H3突变体，研究人员认为每种H3突变体应该有数百种修饰形式。

    Strahl说，这项发现“为其它研究人员确定存在于组蛋白尾上的唯一方式开辟了新的道路”。根据这种信息，研究人员可以研究意味着某类密码的某些特定修饰为何联系在一起。比如，分析显示，在组蛋白特定位点上附加一个甲基化集团与附加一个乙酰基相呼应。文章高级作者Neil Kelleher说，这项技术还可以用来对比不同细胞的组蛋白修饰方式。