综合结构研究中捕获的染色质重塑

染色质重塑在基因调控中起着至关重要的作用，影响着DNA的获取方式。这一过程的中断也可能导致癌症和其他疾病

为了更好地了解染色质重塑是如何起作用的，圣犹达儿童研究医院的科学家们使用冷冻电子显微镜（cryo-EM）获得了人类染色质重塑器的精细结构细节

研究人员捕获了13个结构，这些结构共同提供了重塑酶SNF2H如何工作的全面视图，提供了可能在其他此类酶中共享的见解。这项工作今天发表在《细胞研究》上

染色质由包裹在称为组蛋白的蛋白质上的DNA片段组成，共同形成核小体。一种称为“核小体滑动”的染色质重塑机制允许核小体“移动”以控制基因通路，但其工作原理尚不完全清楚。为了解决这一差距，圣裘德结构生物学系的Mario Halic博士使用冷冻EM捕获了染色质重塑酶SNF2H的作用

Halic说：“以前的工作通常捕捉到重塑者在某种状态下‘冻结’的快照。在这里，我们能够看到染色质重塑酶在核小体上移动DNA时的连续运动。”

揭示重塑的细节

SNF2H是核小体重塑的关键酶，其破坏与发育障碍有关。与其他染色质重塑剂一样，SNF2H利用ATP水解的能量来滑动核小体。通过提供被困在不同状态的SNF2H的快照，广泛的研究有助于理解这一过程。相比之下，Halic和他的团队研究了SNF2H在ATP存在的情况下与核小体相互作用，从而捕获了酶的作用

方法数据分析使研究人员在核小体滑动过程的不同中间点获得了SNF2H核小体复合物的13种不同结构。将这些分为五组，研究人员可以追踪酶的步骤，并揭示核小体滑动的完整动态图像

研究人员通过引入特定的突变和交联来衡量结构内各种相互作用的功能重要性——人工限制将蛋白质锁定在一个形状中，以测试特定运动对蛋白质功能的重要性。这项工作使他们能够梳理出以前相互矛盾的观察结果，从而全面了解核小体滑动的工作原理及其对基因调控的影响

“核小体携带真核细胞细胞核内的所有遗传信息。染色质重塑剂有助于细胞获取和传播这些信息，”共同第一作者Deepshikha Malik博士说。“剖析重塑剂对核小体作用的机制对于理解我们的基因组是如何表达的非常重要。”