International joint research led by Akihisa Osakabe and Yoshimasa Takizawa of the University of Tokyo has clarified the molecular mechanisms in thale cresses (Arabidopsis thaliana) by which the DDM1 (Decreased in DNA Methylation 1) protein prevents the tr
东京大学的Akihisa Osakabe和Yoshimasa Takizawa领导的国际联合研究阐明了拟南芥（Arabidopsis thaliana）中DDM1（DNA甲基化1减少）蛋白阻止“跳跃基因”转录的分子机制。由于这种蛋白质的变体存在于人类中，这一发现提供了对这种“跳跃基因”突变引起的遗传状况的见解。研究结果发表在《自然通讯》杂志上
解开的DNA通常被称为字符串。然而，在细胞中，它看起来更像一个弦球，只是循环模式要复杂得多。最小的单位称为核小体。它由包裹在蛋白质（组蛋白）支架上的一段DNA组成
转座子，即可以“跳跃”到基因组不同位置的基因，隐藏在核小体中，这使得细胞难以沉积抑制转座子转录的化学标记。DDM1是一种以维持这种抑制化学标记而闻名的蛋白质，但目前尚不清楚当转座子被整齐地收起时，它是如何进入转座子的
该论文的第一作者Osakabe说：“跳跃基因很有趣，因为它们可以引起基因组的重大变化，无论是好是坏。研究DDM1等蛋白质如何管理这些基因有助于我们了解生命的基本机制，并具有重要的实际应用。”
研究人员使用了冷冻电子显微镜，这是一种能够在近原子尺度上成像的技术。这使他们能够观察核小体内DDM1蛋白和DNA的结构
Osakabe回忆道：“看到DDM1和核小体的详细结构，我们感到非常兴奋。”。“令人惊讶的是DDM1是如何打开核小体的。捕捉这些结构很有挑战性，但看到这些结果使所有的努力都变得值得。”高分辨率图像显示了DDM1与核小体中DNA结合的确切位置。因此，通常关闭核小体的特异性结合位点变得更加“灵活”，并开放以允许抑制化学标记沉积，从而防止转座子被转录
这个看似微不足道的细节可能是重大改进的开始
Osakabe说：“人类版本的DDM1，称为HELLS，工作原理类似。”。“从长远来看，这些发现可能会为类似基因引起的人类遗传疾病带来新的治疗方法。这一新知识还为植物和其他生物如何控制其DNA提供了见解，这可以提高我们种植更好作物或开发新生物技术的能力。”