PNAS：染色质动力学促进DNA修复

　　

染色质参与了许多细胞过程，包括DNA复制、转录和修复等。当DNA受损时，潜在的染色质结构和动力学也会发生改变。在轻微受损时，细胞可以自我修复，但对于癌症等疾病，情况却并非如此。印第安纳大学的研究人员决定研究染色质在DNA修复过程中的作用，以及这些作用如何随它们的位置而变化。

研究人员发现，染色质的运动并不是随机的。这是与DNA协同运动的一致结果。此外，他们还发现位于DNA损伤部位的染色质比更远的染色质移动得更快。这项研究成果发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

印第安纳-普渡联合大学的物理学助理教授Jing Liu表示：“细胞核中的DNA一直在运动，而不是静止的。染色质的运动对DNA修复有直接影响。酵母的以往研究表明，DNA损伤会促进染色质运动，而它的高流动性也有助于DNA修复。对于人类细胞而言，这种关系更为复杂。”

研究人员首先观察了染色质微结构域的模式，然后将染色质动力学的物理图谱与活细胞内的DNA断裂和染色质压缩读数相叠加。这种方法采样了不同核区域内的染色质，揭示了DNA如何破坏它们的个体动力学。尽管他们主要关注的是DNA损伤，但该方法对基因组生物学和癌症诊断等应用具有广泛意义。

研究团队发现，当DNA受损并最终降低一致性时，染色质运动也会受到严格限制。“这对于防止受损的DNA形成有害接触以及提高DNA修复的准确性和有效性非常重要，”Liu说。

“这些结果有助于了解人体细胞中DNA修复的机制以及癌症发生的机制。实际上，我们可以将这些结果作为药物应答的指标来测试多种治疗癌症的药物。我们可以看看不同的药物是否能够改变染色质运动，从而增强DNA修复。”

展望未来，研究人员希望分析单个DNA分子的运动，包括个体和群体动力学，以及这些运动在DNA受损时如何变化。他们还想深入了解对DNA损伤特别敏感的特定基因内的DNA运动。

原文检索

DNA damage reduces heterogeneity and coherence of chromatin motions