作者 |朱兵（中国科学院生物物理研究所） 真核生物中染色质的基本单位是核小体。 DNA 缠绕在组蛋白八聚体周围，组蛋白八聚体由一个组蛋白 （H3-H4）2 四聚体和两个 H2A-H2B 二聚体组成，1 3 4 转形成核小体结构。 DNA复制显然需要将DNA从组蛋白八聚体中剥离出来，但复制叉需要新分离的DNA和组蛋白重新结合并重新形成核小体结构。 这一过程的完成一直是分子生物学领域的一个重要科学问题，因为核小体是表观遗传信息的载体，对老核小体的重新评估对表观遗传信息的遗传准确性具有重要意义。 这个问题可以分解为几个具体问题：1复制后，旧的核小体如何分配给两个姐妹染色单体？ 他们能回到DNA中的位置吗？ 2.复制后，旧核小体中的组蛋白如何分布？ 他们会重聚还是会在一起？ 他们再利用的基本单位是什么？ 3.在复制偶联核小体组装过程中确保旧核小体重复使用的分子机制是什么？ 关于第一个问题，该领域的共识是：老核小体几乎平均分布在两个姐妹染色单体之间，离它们原来的位置不远，但其机制仍未完全了解。 关于第二个问题，我们小组在10多年前就发现，旧核小体中的组蛋白（H3-H4）2四聚体在复制过程中基本不会解离，但H2A-H2B会解离。 那么旧核小体再利用的基本单位不会是组蛋白八聚体，而是（H3-H4）2四聚体还是由（H3-H4）2四聚体和H2A-H2b二聚体组成的组蛋白六聚体？ 关于第三个问题，已知MCM复合物中的MCM2可以帮助在旧核小体中重用组蛋白H3和H4，并且FACT复合物也参与复制偶联核小体组装，但具体机制尚不清楚。 2024 年 3 月 7 日发表的两项研究回答了这些问题中未解决的部分。 science china life science该杂志的信件专栏发表在中国科学院生物物理研究所徐瑞明该研究小组的标题为“.structure of a histone hexamer bound by the chaperone domains of spt16 and mcm2该文章发表了人FACT复合物亚基SPT16、MCM2和组蛋白复合物的晶体结构。 该结构表示旧核小体的重新利用单元应由一个（h3-h4）组成。由四聚体和 H2A-H2B 二聚体组成的组蛋白六聚体。 这有点令人惊讶，因为一旦 DNA 从组蛋白八聚体中剥离，H2A-H2B 二聚体将在正常盐浓度下从 （H3-H4）2 四聚体中分离出来。 有趣的是，FACT 复合物中的 SPT16 蛋白与 （H3-H4）2 四聚体和 H2A-H2B 二聚体结合，而 MCM2 与 （H3-H4）2 四聚体结合在先前被移位的 H2A-H2b 二聚体占据的位置，它们共同稳定组蛋白六聚体结构。 去年徐瑞明跟李国红朱兵和其他研究小组science该杂志发表了负责在复制过程中组装新核小体的CAF1复合物的结构（详见Bioart报告：专家评论Science丨徐瑞明、李国红、朱兵、刘朝培揭示了染色质组装因子CAF-1介导核小体组装的结构基础）。 这两项工作相辅相成，揭示了新旧核小体之间复制和共轭的核小体组装机制。 
本文由中国科学院生物物理研究所的甘松林博士和助理研究员杨文思共同撰写，徐瑞明研究员为通讯作者。 同一天，nature香港大学发表在该杂志上翟元良北京大学高宁李青和康奈尔大学戴碧轩 （Dai Bi Xuan）该研究小组联合发表了一篇题为“.parental histone transfer caught at the replication fork（详见BioArt今日推文），发表了酵母的复制体结构，其中SPT16、MCM2和组蛋白六聚体的复杂结构与徐瑞明组部分吻合，表明这种机制从酵母到人类都是保守的。 除了徐瑞明课题组工作的相互印证外，对克隆结构的分析也回答了我之前提到的另一个问题，为什么旧的核小体在复制后能回到原来的位置。 由于负责旧核小体解聚和再利用的分子机制是复制的一部分，因此旧核小体的组蛋白自然保留在复制器中，并进一步呈现到接近刚刚复制的 DNA 亚链上原始位置的位置。 
该文章第一作者为北京大学生命科学学院李宁宁，香港大学生物科学学院助理教授翟元良，北京大学生命科学学院高宁教授、李青教授，康奈尔大学戴碧军教授为共同通讯作者。 原文链接：
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