然而到目前为止，人们对染色质重塑蛋白看起来是什么样子以及它们如何发挥作用知之甚少。 从分子角度而言，功能性的染色质重塑蛋白通常是非常大的复合物，包含许多不同的蛋白组分，这些蛋白组分协调发挥它们的作用使得染色质重塑蛋白类似于分子机器。这些特征也使得确定染色质重塑蛋白的详细结构是非常困难的。 如今，在一项新的研究中，德国慕尼黑大学基因中心结构分子生物学主任Karl-Peter Hopfner教授和他的同事们利用低温电镜技术重建出来自嗜热毛壳菌（Chaetomium thermophilum）的在核小体上滑动的染色质重塑蛋白INO80（由15个亚基组成）结合到单个核小体上的三维结构。相关研究结果发表在2018年4月19日的Nature期刊上，论文标题为Structural basis for ATP-dependent chromatin remodelling by the INO80 complex。 通过分析这些低温电镜图片中的INO80与核小体之间形成的复合物的随机定位视图，Hopfner和他的团队将拼接出这种复合物的三维结构。这使得他们能够揭示出这种染色质重塑蛋白与缠绕在组蛋白上的DNA之间的复杂相互作用，并分析这整个分子机器如何发挥作用。 为了改变核小体的相对位置，INO80必须首先削弱核小体中的组蛋白和DNA之间的接触。作为INO80的分子马达亚基分段地让双链DNA从核小体上脱离下来。 这种分子马达亚基将DNA送入核小体中。这导致双链DNA环短暂地形成，这种双链DNA环可能是核小体上复杂的染色质重塑反应的一种重要的中间物。一方面，这种双链DNA让一些组蛋白暴露出来，这些组蛋白能够被其他的组蛋白替换从而形成一种不同类型的核小体。另一方面，这种双链DNA最终通过另一种亚基，随后INO80像棘轮那样发挥作用，从而允许这种核小体在DNA上移动。在这个拆开过程中，INO80中的其他亚基支持和稳定化部分裸露的核小体。 在发表在同期Nature期刊上的另一项研究中，英国帝国理工学院的Dale B. Wigley、Xiaodong Zhang和同事们呈现出人色质重塑剂INO80与核小体结合在一起时的三维结构。这种结构揭示出人INO80以一种之前从未被描述过的方式与核小体相互作用。相关研究结果发表在2018年4月19日的Nature期刊上，论文标题为Structure and regulation of the human INO80–nucleosome complex。（生物谷 参考资料： Sebastian Eustermann, Kevin Schall, Dirk Kostrewa et al.Structural basis for ATP-dependent chromatin remodelling by the INO80 complex.Nature, 19 April 2018, 556:386–390, doi:10.1038/s41586-018-0029-y Rafael Ayala, Oliver Willhoft, Ricardo J. Aramayo et al.Structure and regulation of the human INO80–nucleosome complex.Nature, 19 April 2018, 556:391–395, doi:10.1038/s41586-018-0021-6
图片来自Hopfner Group。
