酶复合物DCC如何识别X染色体

在果蝇果蝇的雄性细胞中，X染色体的活性是雌性细胞的两倍。慕尼黑大学的研究人员现在已经发现了负责识别染色体的酶的方法。在许多物种中，性染色体分布不均：在人类和模型生物中，黑腹果蝇雄性细胞仅拥有一条X染色体，不像雌性细胞，其含有两个X. 雄性果蝇通过将单个X染色体的活性加倍来补偿这种短缺。这个重要的过程由酶复合物控制称为DCC(剂量补偿复合物)。LMU的生物医学中心(BMC)的LMU生物学家Peter Becker教授说：“这种调节因子如何将X染色体与其他所有染色体区分开来，长期以来一直没有得到解决。” Becker的团队现在已经报道了一个重要的概念和方法上的突破：研究人员证明了DNA形状细节的关键作用。此外，他们还确定了与X染色体结合的酶复合物部分。从果蝇中获得的见解不仅对于理解果蝇中的基因调控很重要，而且还说明了以类似方式影响所有生命形式的基本机制。

迄今已知DCC酶复合物与X染色体的约300个结合位点。研究人员从他们的DNA序列中计算出识别序列(称为共有序列)，其中每个位置都被特定的DNA构建块占据，与所有结合位点相比，它最常发生。贝克尔表示，“问题在于，在大多数DCC结合位点上可以稳健识别的共有序列特征在所有其他染色体上也存在数千倍”。“由于这个原因，我们以前无法预测特定的DNA序列是否实际上是一个功能性的DCC结合位点。”

Becker描述的一种新策略是“全基因组生化分析”，现在已向前迈出了重要一步。研究人员能够证明来自DCC调节因子的一个特定构件 - MSL2蛋白 - 足以可靠地结合共有序列。此外，MSL2蛋白实际上具有两个DNA结合结构域，其中一个结合DNA序列，这扩展了先前已知的共有序列。“我们称这个新签名为'PionX'，因为事实证明这些结合位点代表了X染色体上的第一个DCC接触点。然而，苍蝇基因组中有大约2,700个序列类似于PionX签名， Becker说，其中只有57个作为真正的MSL2结合位点“。

“决定性的突破是由BMC生物信息学家实现的，首先是Tobias Straub，他计算了碱基对序列如何影响DNA的复杂结构，也被称为'DNA形状'”，Becker说。研究人员确定了PionX序列共有的特定形状，优选被MSL2蛋白识别。这种结构具有重要的区别：它区分X染色体上的结合位点与其他所有结合位点，通过剂量补偿复合物实现选择性相互作用和调节。贝克尔说：“我们的工作决定性地推动了对X染色体剂量补偿过程中染色体范围调控的理解。” “然而，