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基因的转录活动形成的microphase separation 塑造了常染色质的结构

相分离,即两个相之间完全区隔开,就如同油和水这两个相一样明显地区隔开一样。在细胞中,我们能看到这样的现象:RNA-RBP形成的phase和chromatin形成的phase在细胞中能观察到是相互区别开,形成phase separation。在常染色质的结构中,常染色质的结构是一大串转录不活跃的区域,中间散布着转录活跃的transcription sites。但是在些地方里,RNA-RBP condensate却不相融合,如同油的悬浊液一样。Hilbert把这些叫做microphase,并认为常染色质的状态就是microphase 塑造的。他利用细致的观察以及计算模拟验证了该想法,并把相关内容发表在Transcription organizes euchromatin via microphase separation 一文中。

尽管最近有研究表明异染色质通过相分离的物理过程从常染色质中分离,但尚不清楚常染色质内部的这种microphase分散模式是如何建立和维持的。作者把这种micorphase在常染色质中分布却不相融合的情况叫做悬浊液模型,具体地说,就是RNA-RBP在转录位点通过取代未转录的常染色质而形成囊袋,并作为大分子两亲体在microphase seperation的结构中稳定这些区域。

为了具体研究常染色体与microphase separation的关系,作者选择使用斑马鱼的球形胚期的细胞来研究常染色质结构。该时期的细胞在有丝分裂时,没有转录活动,并且在分裂结束后,所有的转录活动才开始,而且没有异染色质。

球形胚期的斑马鱼细胞无异染色质,且转录才开始

我们可以看到,在细胞核内的DNA密度,在转录开始前是相对平均的,但是在转录开始后,也就是活性的Pol II多了之后,DNA开始变得不均匀起来了,局部的DNA发生了聚集,也就是右边图中的DNA对比度提高。但是这种聚集相对整个细胞核来说,看起来还是挺均匀的。