来自法国居里理工学院（Institute Curie）核动力学与基因组可塑性（Genome Plasticity）实验室，丹麦癌症协会（Danish Cancer Society）的研究人员解开了一个DNA复制方面的重要谜团：DNA解链过程中组蛋白会发生什么？这项发现识别出了一种能在DNA复制过程中帮助组蛋白在DNA母链和子链中穿梭的复合物，这对于深入研究DNA复制来说意义重大。这一研究成果公布在12月21日的《科学》（Science）杂志上。
真核生物复制与原核生物复制不同，其中要涉及核小体，因此DNA进行了半保留复制，即在真核生物的复制子上，亲代染色体的核小体被逐个打开，组蛋白以完整的八聚体形式直接转移到子代DNA的前导链上，新合成的组蛋白与后滞链组装成核小体。因此，DNA的复制是半保留的，而组蛋白则是全保留的。这些主要是通过环己酮亚胺抑制组蛋白合成，电子显微镜下观察进行实验证明的。
然而随着研究的深入，科学家们发现实际上并非如此。组蛋白怎样和DNA结合立即产生核小体是一个多年来令人迷惑的问题。组蛋白是预先形成的一个八聚体围绕在DNA的周围，还是一个H32·H42四聚体作为一个核与DNA先结合，然后再加入H2A·H2B二聚体呢？由于受到装配颗粒沉淀的限制，在体外的自我装配是一个很慢的过程，要想知道可模仿的生理条件是很困难的。
在这项研究中，研究人员分离出了一个复合物，其中包含了组蛋白伴侣蛋白：Asf1和解旋酶Mcm（微小染色体维持蛋白MCM，不但在DNA的复制起始中有重要作用，而且在基因转录、染色质重建和保持基因的稳定性方面有额外的重要功能），在复制叉上Asf1与Mcm相互作用，从而不但补充组蛋白，而且也从DNA母链上接受组蛋白。
文章作者，居里研究院的Genevieve Almouzni表示，“这第一次给予了我们了解亲代组蛋白传递过程中的传送机制的机会”。
科罗拉多大学健康科学中心的Jessica Tyler多年以前就证明组蛋白伴侣蛋白Asf1能在新复制的DNA上补充组蛋白，而最近的这一研究中，Almouzni和她的同事发现Asf1不仅能补充组蛋白，而且也能从DNA母链上接受组蛋白。
来自波士顿学院的Anthony Annunziato表示，Asf1只能结合在组蛋白二聚体上，因此Almouzni的发现说明DNA复制过程中的一种模式——复制叉上组蛋白四聚体会分裂成二聚体，“问题是，如何组装成一个新的核小体”，两个二聚体是都来自父本，或者都是新合成的？还是一个来自于父本，一个是新的？在这些研究中，这一问题还未得到解答。
目前Almouzni表示十分感兴趣系统中DNA复制过程，并且希望追踪组蛋白穿梭过程的生化机制，“我们建立了一个简单的模式，还有许多元件需要添加进去。”
原始出处:
Science 21 December 2007:
Vol. 318. no. 5858, pp. 1928 - 1931
DOI: 10.1126/science.1148992
Regulation of Replication Fork Progression Through Histone Supply and Demand
Anja Groth,1 Armelle Corpet,1 Adam J. L. Cook,1 Daniele Roche,1 Jiri Bartek,2 Jiri Lukas,2 Geneviève Almouzni1*
DNA replication in eukaryotes requires nucleosome disruption ahead of the replication fork and reassembly behind. An unresolved issue concerns how histone dynamics are coordinated with fork progression to maintain chromosomal stability. Here, we characterize a complex in which the human histone chaperone Asf1 and MCM2–7, the putative replicative helicase, are connected through a histone H3-H4 bridge. Depletion of Asf1 by RNA interference impedes DNA unwinding at replication sites, and similar defects arise from overproduction of new histone H3-H4 that compromises Asf1 function. These data link Asf1 chaperone function, histone supply, and replicative unwinding of DNA in chromatin. We propose that Asf1, as a histone acceptor and donor, handles parental and new histones at the replication fork via an Asf1–(H3-H4)–MCM2–7 intermediate and thus provides a means to fine-tune replication fork progression and histone supply and demand.
1 Laboratory of Nuclear Dynamics and Genome Plasticity, UMR218 CNRS/Institut Curie, 26 rue d'Ulm, 75248 Paris cedex 05, France.
2 Institute of Cancer Biology and Centre for Genotoxic Stress Research, Danish Cancer Society, Strandboulevarden 49, Copenhagen DK-2100, Denmark.
* To whom correspondence should be addressed. E-mail: Genevieve.Almouzni@curie.fr
