)这个重要的转录辅助因子分别在染色质纤维和核小体两个结构水平上的调控功能。
物理所的研究人员成功建立了高时间分辨 (2 毫秒)、高空间分辨 (1 纳米)、高通量并行测量 (100个样品)的单分子磁镊测量平台，实时跟踪和解析了染色质纤维组装的动态过程和力学基础，发现染色质纤维在折叠/去折叠的动态平衡中会形成一个稳定的四聚核小体结构单元，并揭示了四聚核小体的两种折叠路径（图1）；进一步的实验表明这个结构单元受到组蛋白伴侣 FACT 的调控（图2）。该研究首次实时跟踪和解析了染色质纤维结构动态调控的力学基础和动力学过程，在原有的“beads-on-a-string”初级折叠模型的基础上提出了“tetranucleosomes-on-a-string”的中间态结构模型。这个工作发表于2016年 Molecular Cell 期刊 (Mol. Cell64, 120, 2016)，被Nature Reviews 引述为封面进行引用和评述 (图3, Nat. Rev. Genet.18, 8, 2017)。
前面的工作揭示了 FACT 能够帮助转录机器克服染色质纤维这个结构势垒为转录做好前期准备。那么 FACT 如何协助转录机器克服核小体这个结构障碍顺利完成转录是下一个需要解决的重要问题。为此，研究人员用磁镊系统跟踪了 FACT 结合核小体后对核小体动态结构的影响，清晰地揭示了 FACT 具备降低核小体结构力学稳定性和维持核小体结构完整性的独特双重功能（图4）。该研究实时解析了 FACT 对核小体动态结构的调控，回答了生命体是如何高效完成转录而又不破坏染色质结构完整性的重要问题。这个工作刚刚发表在2018年
Molecular Cell 期刊（Mol. Cell71,1, 2018）。该系列研究由物理所副研究员李伟和研究员李明、王鹏业，以及生物物理所研究员李国红和陈萍等合作完成。相关工作得到了国家自然科学基金、科技部和中科院的资助。
图1. 染色质纤维动态折叠路径，四聚核小体单元是折叠路径中稳定的中间态。
图2. FACT 对染色质纤维的负调控。FACT 的结合让染色质纤维非常容易打开到核小体链的状态，便于转录机器 PolII 的结合，为基因转录做好准备。
图3. Nature Reviews 封面引述该工作并评价。
图4. FACT 对核小体降低稳定性和保持其完整性的双重调控，这种复合的功能解释了FACT 能够协调转录机器 PolII 顺利通过核小体结构完成转录，而且能够帮助转录后的核小体恢复其结构。
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