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朱冰研究組Science文章

時(shí)間:2012-9-12閱讀:2103
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  來自北京生命科學(xué)研究所,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等處的研究人員發(fā)表了題為“Dense Chromatin Activates Polycomb Repressive Complex 2 to Regulate H3 Lysine 27 Methylation ”的文章,揭示出染色質(zhì)的緊密程度能調(diào)節(jié)組蛋白H3K27甲基化酶復(fù)合體PRC2的催化活性,從而影響基因轉(zhuǎn)錄,這有助于解析基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控以及基因沉默的重要機(jī)制,相關(guān)成果公布在Science雜志上,同期Science也配發(fā)了評論性文章。

   文章的通訊作者是北京生命科學(xué)研究所朱冰研究員,以及高紹榮研究員,*作者為北京生命科學(xué)研究所和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)共同培養(yǎng)的袁文博士等,其他研究人員還包括周向紅,柴繼杰等。目前常將所有組蛋白修飾稱為“表觀遺傳(epigenetic)”,但某些組蛋白修飾,比如組蛋白H3上賴氨酸27(H3K27)的甲基化比其它修飾更具表觀遺傳特征,因?yàn)樗茉诩?xì)胞周期中被繼承(epigenetic,表觀遺傳,注),從而實(shí)現(xiàn)對早期事件的“細(xì)胞記憶”。

   染色質(zhì)(chromatin)zui早是1879年Flemming提出的用以描述核中染色后強(qiáng)烈著色的物質(zhì),其各種特征性質(zhì)對于遺傳物質(zhì)的保存和傳遞具有重要的意義,比如染色質(zhì)的緊密度,緊密度較低說明基因表達(dá)較為活躍,緊密度高則表明基因表達(dá)受到抑制。核心蛋白復(fù)合體PRC有兩種,PRC1和PRC2,這兩種復(fù)合物都參與建立維持了多梳(Polycomb)抑制染色質(zhì)狀態(tài),是決定基因的活化和去活化,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間對適當(dāng)?shù)募?xì)胞組織類型的基本要素之一。

   過去三年里發(fā)表的一系列文章——包括朱冰研究組此次發(fā)表的這篇文章——都揭示出了H3K27甲基化酶復(fù)合體PRC2(Polycomb repressive complex 2)的幾種微妙的調(diào)節(jié)機(jī)制,比如這篇文章指出了PRC2在不同緊密程度染色質(zhì)上的不同活性,表明PRC2能夠感知基因的轉(zhuǎn)錄狀態(tài),并對此做出反應(yīng),從而正確建立H3K27甲基化的模式,而后者在X染色體失活和癌癥發(fā)生中均有著重要作用

   其中PRC2介導(dǎo)H3K27的甲基化調(diào)控,這對于Polycomb (Pc)基因沉默至關(guān)重要,這也是通過細(xì)胞分裂維持轉(zhuǎn)錄沉默的一種經(jīng)典表觀遺傳現(xiàn)象。在這項(xiàng)研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)PRC2活性受到了其底物核小體排列密度的調(diào)控——鄰近核小體能通過其H3片段,激活PRC2。而且研究人員也找到了PRC2亞基Su(z)12上的突變,這個(gè)突變會(huì)損傷PRC2結(jié)合激活肽段并作出應(yīng)答的能力,以及在體內(nèi)建立H3K27*基水平的能力。研究人員通過小鼠胚胎干細(xì)胞實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)局部染色體的致密化先于PRC2介導(dǎo)的H3K27甲基化,這幫助解釋了PRC2是如何建立和維持基因的抑制狀態(tài)。
這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均表明,PRC2能對染色質(zhì)環(huán)境變化作出反應(yīng),發(fā)揮其在轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)中的
 

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