如何选择核小体(nucleosomes)?

如何选择核小体(nucleosomes)?

作者：Ellen N. Weinzapfel 博士，Lu Sun 博士

染色质及其调控在包括癌症等多种人类疾病中都发挥重要作用，并共同构成了学术、工业和临床研究中快速发展的研究领域1。染色质结构的基本亚单位是核小体，由大约147bp的DNA缠绕在核心组蛋白八聚体上构成（图1）2。组蛋白亚基有多种化学修饰，如甲基化、乙酰化和磷酸化，这些修饰被称为组蛋白修饰或翻译后修饰(PTMs)。

组蛋白修饰的功能:一种组蛋白编码

这些修饰调节染色质对各种蛋白质的可及性，如转录因子和核小体重塑复合物3,4。此外，组蛋白PTMs可以直接与染色质相互作用或招募染色质相互作用蛋白。因此，不同的组蛋白修饰与独特的基因组功能相关。例如，组蛋白H3赖氨酸27（H3K27me3）上的三甲基化与基因抑制密切相关5，而H3K4me3定位于活性转录起始位点，因此与基因激活相关6。

总之，这些组蛋白修饰网络及其动态调控协调了硬编码基因组的表观遗传控制，从而影响各种细胞过程，如基因调控、细胞分化和发育4,7。

研究组蛋白修饰的理想底物

越来越多的证据表明，核小体是体外表征许多染色质调节因子的最佳底物。这与之前的研究不同，之前的研究通常使用修饰的组蛋白肽来识别染色质抑制剂或定义新的组蛋白PTM相互作用。

在之前一篇关于组蛋白肽和核小体用于组蛋白PTM抗体验证的博客文章(https://www.epicypher.com/resources/blog/histone-peptides-vs-nucleosomes-which-is-better-for-chip-antibody-validation/)中，我们已经讨论了这个主题。然而，这些问题也与染色质修饰酶的研究有关。例如，NSD2甲基转移酶(与多发性骨髓瘤中的致癌重编程相关)需要核小体底物才能发挥体外活性8。同样，当使用重组核小体时，通过SETD8甲基转移酶的Km显示SAM辅因子比使用组蛋白肽底物时降低了10000倍9。

随着携带完全确定组蛋白修饰的重组核小体的出现，为下一代染色质研究提供了新的或更好的方法(如染色质结合蛋白分析、酶分析、抗体谱分析)。

如何获得重组核小体?

获得重组核小体的制造工艺有很多种，如EpiCypher通过设计来获得核小体(EpiCypher designer nucleosomes, dNucs)。一般来说，大部分相关的方法基本遵循相同的一系列步骤: