组蛋白威力过大 控制生命进程“球局”

或许因为DNA的光环太过璀璨，组蛋白生命活动的控制威力始终“灯下黑”。很早人们便发现，DNA缠绕在组蛋白八聚体上，进而构成染色质，然而，直到1996年前后，一直被认为是结构“边角料”的组蛋白才被发现也坐在掌控生命王朝的“金交椅”上。

犹如“美式普尔”桌球上己方的8枚关键球，组蛋白八聚体此前被认为是坐等击打的“呆球”，事实却是，它们通过位置、角度（甲基化、乙酰化）等变换，牵引着DNA这根“球杆”的活动，进而控制生命进程的“球局”。而两位美国科学院院士、表观遗传学领域的开创者大卫·阿里斯和迈克尔·格伦斯坦直击“黑8号”落袋，开创性地证明了基因表达受组蛋白化学修饰影响。

此前不久，他们因此项研究获得2018年拉斯克奖基础医学奖。在2018年诺贝尔生理医学奖公布前，无数的预测版本中，阿里斯和格伦斯坦也一直是名单中的热门人选。错过了今年的诺贝尔奖，下一届得主会不会是他们？了解组蛋白的影响力，或许能有所判断。

不是“杆击球”而是“球引杆”

在真核生物的细胞核中，DNA并非散乱堆放，而是每147个碱基对缠绕一组组蛋白，绕行约1.65圈，为一个重复单元，被称为“核小体”。

就好像乐高玩具的组件，核小体和其他配件一起，通过大量的“拼插”“缠绕”，最终构成松散的染色质或者致密的染色体。

在示意图中，组蛋白经常被画成小球，8个一组成为“线轴”，用来缠绕DNA。人们一直认为组蛋白存在的意义，只是做为DNA的“支架”，并无实际功效。但1996年之后，这种观点开始受到质疑。事实上，越来越多地研究表明，不只调控基因有“开关”的功能，很多非基因的控制元件也在基因调控中发挥关键作用，组蛋白的调控力就是其中之一。

显然，将组蛋白刻画成呆板的“线轴”完全忽略了它“活动”的能力。事实上，它们能退、能进、能守，两位获奖科学家从不同角度证明了组蛋白对DNA的表达有着掌控实力，揭开了一个先前隐藏的基因调控机制。上世纪80年代开始，格伦斯坦就通过对酵母的遗传研究，确立了组蛋白和核小体在活体转录调控和染色体分离中的功能，并证明组蛋白极大地影响活细胞内的基因活动，为理解特定氨基酸在这一过程中的关键作用奠定了基础。而阿里斯在四膜虫中发现了一种酶，能够将特定的化学基团连接到组蛋白中的特定氨基酸上。这种组蛋白修饰酶被证明是一种已知的转录共激活物。