昨日《Nature》文章介绍，美国宾州大学B. FranklinPugh教授率领的研究小组**绘制出控制基因组装和调节整个基因组活性的重要结构——核小体的高清晰图谱。图谱显示了控制核小体的特定关键基因的位点，以及这些位于DNA重要转录启动子位点的核小体，控制特定基因开启/关闭的机制。种种令人惊讶的发现，共同揭示出核小体结构architectur与其调节的DNA序列之间的隐秘关系。Pugh说：“现在我们弄清了这些核小体在DNA分子上的位点以及被它们缠绕起来紧密控制的DNA buildingblocks。”研究人员在这些building blocks中，发现了一种由核小体控制的关键门道（gateways）的architecture，在基因能够进行转录之前一直处于开启状态。
研究结果提示，几乎所有基因的转录起始区域的结构都相似，这种起始包括一个负责转录的关键门道，而且每个基因的转录门道几乎位于核小体上相同的位置。当然，研究人员也发现一些形式与这种标准不符的基因（文章中有公布）。“以前我们有一个不清楚的想法，这些结构可能都位于相同的位点，但现在这张高清晰图谱很清楚地说明，它们的确位于相同的位点，这是非常一致的排列。”
研究人员还发现在转录启动子控制中心的核小体占有DNA分子上几个重叠位点，一
般间隔10个碱基对，与DNA双螺旋的周期旋转非常匹配。这些结果简化了之前关于基因组装可能结构的理论。“有一种DNA序列以相同的方式形成基因architecture，在每个基因中产生相同的结构。”每个基因的DNA building blocks的序列都不相同，但潜在的构型是相同的。
绘制高清晰图谱的具体过程为：首先从面包酵母（S.cerevisiae）DNA的6000个控制基因转录区域中分离出322000个核小体，这些启动子核小体是酵母DNA中**含有组蛋白H2A.Z的核小体。接下来，利用这种H2A.Z的特异抗体，将这些启动子核小体同酵母DNA的其它成分分开，利用**DNA测序仪器鉴别H2A.Z核小体DNA的碱基对序列，再通过将测序结果与已经发表的酵母基因组的相应序列进行比对，找出这些H2A.Z核小体的起始位点。“得到所有这些核小体的**DNA序列，有助于我们**地绘制它们在整个基因组上的位置。”图谱**显示出哪些DNA序列是负责酵母每个基因的H2A.Z核小体的控制中心（Themap reveals, for the first time, precisely which DNA sequences arepart of the control-center's H2A.Z nucleosome for each gene in theyeast genome，生物通编者译），并且**对H2A.Z核小体帮助控制基因开启/关闭的清楚认识。
另一大发现是，转录控制中心更倾向于定位在核小体外侧，背向DNA螺旋，以便更容易被细胞的转录蛋白发现。Pugh认为这种排列很有意义，因为当信号途径蛋白到达一个控制中心后，它们会除去核小体、开始阅读基因。
Pugh说：“先前研究提示，位于基因上游的DNA序列可能是一个控制基因被阅读与否的区域，但（当时）我们不知道这些序列的architecture——它们是否处于开放状态、准备投入工作。现在我们知道了转录门道是此控制区域的一部分，核小体将其关闭在需要基因表达时才开启。”当需要这些基因表达时，细胞的分子机器放松缠绕核小体的DNA，为细胞的分子转录机器开放转录门道。“我们认为，核小体的功能是控制转录门道。”
研究揭示了调节转录启动子位点基因的DNA片段在核小体上的组装方式。知道这些位点位于核小体线轴的侧，有助于操纵基因表达的研究。Pugh小组的这篇文章标志着，近期发展的高通量或大规模并行的DNA测序实验室设备，使关于基因调节的前沿预测成为可能。“传统DNA测序方法每次只能处理一条DNA链，但现在我们一次能够测量成百上千条DNA链，快速掌握数量庞大的新信息。”
了解大多数基因基本上以相同的方式组装，对将来的研究有重要的提示意义和潜在的应用价值。Pugh说，我们现在知道了核小体DNA的组装方式控制基因表达的机理，还不知道的是DNA分子上所有重要的基因调节特征，但现在我们知道应该在核小体上寻找这些特征，甚至会发现一些调节尚未发现的基因的位点。 
上图显示的是基因组的一部分。一条长DNA分子（红线）与一个组蛋白-蛋白核心（白色球体）组装成为核小体。基因转录门道从左边核小体的控制开关（镀锡卷板）跨到右边核小体上的基因（绿色箭头）的起始区。