近日，中国科学院生物物理研究所李国红课题组在期刊《Nucleic Acid Research》上发表了题为“Histone variant H2A.Z regulates nucleosome unwrapping and CTCF binding in mouse ES cells”的研究论文。该研究通过消化交联染色质、免疫共沉淀和配对末端测序等方式分析了H2A.Z在全基因组中的展开状态，发现了含有组蛋白变体H2A.Z的核小体比常规核小体展开程度更高，并进一步揭示H2A.Z可以调控体内核小体的展开，参与调控转录和CTCF的结合。
核小体是染色质的基本结构单元，一个完整的核小体由一个组蛋白八聚体以及146个DNA碱基对(bp)组成，其在基因组功能调控中也发挥重要作用。已有报道证明，在体外核小体能够从包裹状态变为展开状态且该现象受调控，但在体内，对展开状态核小体的结构和调控特征的研究却少得多。
研究人员通过对交联染色质进行微球菌核酸酶(MNase)消化，染色质免疫沉淀(ChIP)和配对末端测序(MNase- xchip -seq)等方法，绘制了小鼠胚胎干细胞中含有组蛋白H2AZ变体的核小体展开状态的结构图。与常规核小体相比，H2A.Z核小体更加富集展开的状态。有趣的是，含有30 - 80bp DNA的+ 1 H2A.Z核小体中拥有的活性基因比含有120-140 bp DNA的+ 1 H2A.Z核小体少。
图1 含有不同DNA片段长度的H2A.Z形核小体富集的活性基因及结合机制(图片引自原文)
在小鼠胚胎干细胞中，研究人员通过CTCF CUT&RUN的方法重新对H2A.Z和H2A进行免疫共沉淀，发现了H2A.Z核小体在体内可以自然转变成展开状态，该研究还发现，H2A.Z含量的降低会导致展开状态下H3.3核小体减少而CTCF 结合事件增加。总之，通过MNase-X-ChIP-seq，该研究揭示了组蛋白变体H2A.Z在体内调控核小体展开，调节转录和CTCF 结合事件的功能与其展开状态有关。
图2 展开的H2A.Z核小体定位于CTCF结合位点上与其两侧的核小体位置，分别抑制与促进CTCF结合。(图片引自原文)
该研究揭示了体内核小体的展开是普遍存在的，且受到表观因素的调控。同时，体内核小体展开也可以作为一种调控因素，参与调控转录和染色质高级结构的组织等生物学过程，并且研究还提供了MNase-X-ChIP-seq这一种简单有效的方法来研究核小体展开。
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