明尼阿波利斯，MN-2019年5月24日 - 来自美国明尼苏达大学医学院的一项新研究阐明了如何基因组的三维组织在骨骼肌形成的发病调控。尽管基因组的DNA序列是线性编码，如长句，但实际DNA分子在3D空间中扭曲和折叠，其中一些序列彼此之间在空间上彼此物理上彼此靠近。这些3D相互作用被认为允许结合DNA的蛋白质调节远离它们结合位置的基因的活性。

在Nature Communications上发表的一篇文章中，明尼苏达大学医学院心血管科干细胞与再生心血管医学教授，医学教授，Litahei教授，Alessandro Magli博士，Rita Perlingeiro博士及其同事研究这些DNA结合蛋白之一的活性，Pax3，一种对骨骼肌发育至关重要的蛋白质。他们表明，在Pax3结合的DNA序列和Pax3调节的肌肉特异性基因之间形成大环，这对于肌肉的发育很重要。

同一研究小组先前映射的所有站点，向其中PAX3在中胚层细胞的基因组中结合，与容量型胚胎组织的形成肌肉。他们发现，当Pax3与DNA结合时，它会打开并松开局部区域DNA分子的堆积。在目前的研究中，他们发现，在此之后，Pax3蛋白带来了一个称为Ldb1的桥接分子，它通过在Pax3蛋白和它调节的远端基因之间形成一个桥，在远端序列之间形成三维环。 。

为了证明Ldb1对基因组结构变化的要求，Magli说“他们使用遗传技巧”，因为他们强迫Ldb1招募，其中Pax3通常通过创建Pax3-Ldb1嵌合体在基因组中结合。他们还表明，在没有Ldb1的情况下，肌肉在小鼠胚胎中不能正常形成。

“总之，我们表明，PAX3，除了调节染色质结构，也操纵生肌增强剂的活化，以用于基因表达重要的调节功能基因组DNA片段，”马格里说。

有证据表明DNA分子环的变化，也称为染色质结构，可导致遗传性疾病和癌症。“通过研究染色质结构如何在细胞核内被调节，我们将更好地了解正常和病理过程，并可能确定治疗癌症等疾病的新靶点，”Magli说。

“两种出版物都是多能干细胞如何代表研究细胞命运规范和剖析转录调控的有用工具的很好的例子，”Perlingeiro说。

未来还有更多工作要做，还有更多问题需要解答。Magli的目标之一是通过确定诱导染色质结构变化的信号来继续这一研究，并利用这些知识有效地为肌肉萎缩症等疾病中的骨骼肌再生细胞生成细胞。