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DNA包装中的新环如何帮助我们制造多种抗体

多样性是好的,特别是在抗体方面。人们早就知道,一种称为V(D)J重组的基因组装过程允许我们的免疫系统混合和匹配遗传密码,产生新的抗体以克服新遇到的威胁。但是这些基因片段如何结合在一起是一个谜。自然界的一项新研究提供了答案。

我们的DNA链与某些蛋白质一起组织成一个名为染色质的包装,其中包含多个环。当细胞需要构建特定的蛋白质时,染色质环带来两个相对较远的DNA片段,使它们可以一起工作。许多这些环固定在适当的位置,但细胞有时可以重新排列环或在需要时制造新的环 - 特别是癌细胞和免疫细胞。

由波士顿儿童医院细胞与分子医学项目(PCMM)主任Frederick Alt博士领导的这项新研究详细展示了我们的免疫系统B细胞如何利用环形成过程来制造新种类抗体。

扫描循环形成

研究人员表明,一对称为RAG1和RAG2的酶与染色质环相关的机制相结合,启动V(D)J重组的第一步 - 连接D和J区段。RAG 1/2复合物首先与抗体基因上的位点结合,称为“重组中心”。当DNA在循环形成过程中滚动过去(“挤出”)时,RAG复合物扫描细胞想要组合的D和J区段。其他因素阻碍了挤出过程,在重组中心暂停滚动DNA,以便RAG可以访问所需的片段。

“通过抗体基因位点利用环状挤出过程,将适当的底物基因片段呈现给RAG复合物,用于V(D)J重组,”Alt说。

虽然许多硬连线染色质环由一个称为CTCF的因子形成和锚定,但Alt实验室显示其他因素涉及动态情况,如抗体形成,需要动态新环。该研究还确定了一种叫做cohesin的蛋白质在驱动环挤出/ RAG扫描过程中的作用。

“虽然这些发现是在抗体形成中V(D)J重组的背景下进行的,但它们对可能更广泛地参与基因调控的过程有影响,”Alt说。

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