近年來，Z型DNA（Z-DNA）的研究引發(fā)關(guān)注，但是在細胞中對其進行觀測還存在困難，主要原因是缺少一種簡便可靠的手段對其進行直接觀測。近，中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院智能機械研究所研究員黃青課題組與鄭州大學張鳳秋課題組合作，利用紅外光譜技術(shù)觀測并研究染色質(zhì)重塑中DNA的B-Z構(gòu)象轉(zhuǎn)變，相關(guān)研究成果發(fā)表在Analytical Chemistry上。

染色質(zhì)重塑是表觀遺傳學的主要研究內(nèi)容之一，一般包括組蛋白共價修飾型或ATP（一種高能磷酸化合物）依賴型兩種類型。組蛋白共價修飾型通過影響組蛋白與DNA雙鏈的親和性，從而改變?nèi)旧|(zhì)的疏松或凝結(jié)狀態(tài)；ATP依賴型的染色質(zhì)重塑通過染色質(zhì)重塑復(fù)合物改變組蛋白與DNA的結(jié)合狀態(tài)，在靠近核心組蛋白的DNA表面建立特殊構(gòu)象，從而使轉(zhuǎn)錄因子更易靠近DNA的過程。在染色質(zhì)重塑過程中，組蛋白與DNA間的相互作用將發(fā)生變化，因此可能導(dǎo)致DNA構(gòu)象的改變。其中，Z-DNA構(gòu)象可能更利于破壞核小體的結(jié)構(gòu)，在啟動子處保持更開放的染色體結(jié)構(gòu)，從而促進轉(zhuǎn)錄。

為考察細胞中染色體重塑引起的DNA構(gòu)象變化，研究人員利用紅外光譜技術(shù)對細胞光譜中與DNA相關(guān)的特征峰進行觀測與分析，發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)染色質(zhì)重塑復(fù)合物SWI/SNF中的催化亞基BRG1/BRM，可誘導(dǎo)染色質(zhì)重塑的發(fā)生，并由此誘發(fā)DNA的B-Z構(gòu)象轉(zhuǎn)變。紅外光譜具有簡便、快速、無損檢測特點，可對細胞中的生物大分子進行定性和定量分析。此前，黃青課題組應(yīng)用紅外光譜實現(xiàn)Z-DNA的表征，發(fā)現(xiàn)組蛋白乙?；梢鹑旧|(zhì)中Z-DNA轉(zhuǎn)變（Analytical Chemistry，2015，87：2511-2517）；該研究中，研究人員利用紅外光譜技術(shù)，探索ATP依賴型染色質(zhì)重塑中的DNA構(gòu)象轉(zhuǎn)變，借助染色質(zhì)免疫共沉淀技術(shù)，進一步驗證該染色質(zhì)重塑中發(fā)生的Z-DNA構(gòu)象轉(zhuǎn)變，這證明紅外光譜表征Z-DNA結(jié)果的可靠性