基因調控與表觀遺傳

染色質重塑(chromatin remodeling)

/ KROH-muh-tin ree-MOH-duh-ling /

想像一個塞得滿滿的書架,書擠得太緊,你一本都打不開。要讀某一本,你先得有人把旁邊的書推開、把那一卷抽出來。染色質重塑就是那個「有人」。它是對 DNA 纏繞其上的線軸(核小體)進行的主動滑動、彈出和重新排列,目的是讓特定的 DNA 片段暴露出來或藏起來,好讓細胞讀取它們、或讓它們關著。

準確地說,染色質重塑由叫染色質重塑複合物的分子機器來完成,它們消耗 ATP 來從物理上重新擺放核小體。它們可以讓一個核小體沿 DNA 滑動、把它整個趕走、或換上不同版本的組蛋白——全都改變了哪些 DNA 是可接近的。這與組蛋白修飾(添加化學標籤)和 DNA 甲基化(給 DNA 本身打標籤)不同,儘管三者緊密協作:標籤常常招募重塑機器,而重塑機器又幫助為打標籤布置好區域。重塑做的是把一段 DNA 從被物理鎖起來變成開門營業。

染色質重塑之所以重要,是因為「能否接近」是基因表現的第一道關:一個啟動子埋在緊密打包的染色質裡的基因,無論周圍有多少轉錄因子,根本就讀不了。重塑機器把門打開。它們對發育、對修復受損 DNA、對切換細胞程序都不可或缺,而好幾種人類疾病——包括相當一部分癌症——正是由出了故障的重塑機器引起的。所以重塑是那塊從物理上重新擺布基因組包裝、使之配合細胞計劃的肌肉。

在一個幹細胞能開啟一套新程序之前,重塑複合物先從物理上把核小體從關鍵啟動子上滑開,清出跑道,好讓轉錄因子和聚合酶終於能夠降落。

清出跑道:把線軸從啟動子上滑開。

染色質重塑(用 ATP 從物理上移動核小體)和組蛋白修飾(在化學上給它們打標籤)是由不同機器完成的不同工作——儘管它們不斷協作,所以容易被混為一談。

又稱
nucleosome remodelingchromatin remodeler核小体重排核小體重排