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聯合培養博士生最新JBC文章解析表觀遺傳

日期:2011-01-18 14:45:42

來自北京生命科學研究所NIBS,中國農業大學,協和醫科大學等處的研究人員發現組蛋白H3第36位賴氨酸甲基化可以拮抗組蛋白甲基化酶PRC2對H3第27位賴氨酸進行修飾,同時研究人員還證明了一個已知的PRC2拮抗蛋白:ASH1是一個H3第36位賴氨酸專一性的組蛋白甲基化酶。這一研究成果公布在《The Journal of Biological chemistry》雜志上。

文章的第一作者是北京生命科學研究所與中國農業大學聯合培養的博士生袁文,以及北京生命科學研究所與協和醫科大學聯合培養的博士生徐墨,通訊作者是北京生命科學研究所朱冰研究員。其他研究人員包括北京生命科學研究所博士生黃暢和劉楠,以及蛋白質中心陳涉博士。

表觀遺傳學(epigenetics)又稱為實驗遺傳學、化學遺傳學、特異性遺傳學、后遺傳學、表遺傳學和基因外調節系統,它是生命科學中一個普遍而又十分重要的新的研究領域。表觀遺傳改變對于生物體各種細胞類型的發育與分化具有關鍵性的作用,在正常細胞過程,比如雌性哺乳動物X染色體失活,以及酵母中配對型位點的沉默方面也有重要作用。但是表觀遺傳狀態會受到環境的影響或衰老的干擾,并且癌癥和其它疾病發生過程中表觀遺傳的變化也需要更深入的研究。

組蛋白研究是表觀遺傳學領域的一個重要研究方向,這篇文章就主要是圍繞組蛋白修飾展開的。研究發現在HeLa細胞中,H3第27位賴氨酸的三甲基化修飾很少與H3第36賴氨酸的高階甲基化(二甲基化合三甲基化)修飾共存于同一條多肽上。并且通過生化實驗證明含有H3第36位賴氨酸甲基化修飾的核小體可以抑制PRC2復合物在其上的活性。

PRC2復合物所介導的組蛋白H3第27位賴氨酸甲基化修飾對于基因的轉錄起著重要的調節作用。PRC2復合物所介導的27位賴氨酸甲基化修飾可以在染色質上蔓延從而形成區域性的抑制型染色質環境。所以,一個很重要的問題就是染色質上哪些組分能夠拮抗這種蔓延。

除此之外,研究人員還證明了一個已知的PRC2拮抗蛋白ASH1,是一個H3第36位賴氨酸專一性的組蛋白甲基化酶。

朱冰研究組主要研究方向是表型遺傳學(Epigenetics)的生物化學機理。他們曾在去年利用基于穩定同位素標記的定量質譜技術對DNA復制之后“新”、“舊”組蛋白的分配進行研究。研究人員發現H3.1-H4組成的核心四聚體在DNA復制過程中保持完整。此結果暗示,新的組蛋白H3.1-H4可能以相鄰核小體的已有修飾為模板,重新建立其修飾模式。作者們還首次發現由組蛋白變體H3.3組成的H3-H4四聚體會發生相當量的“新”、“舊”重組。


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