王強研究組揭示染色質重塑蛋白BPTF調控神經外胚層後部化

2020-11-28 中國生物技術信息網

王強研究組揭示染色質重塑蛋白BPTF調控神經外胚層後部化

來源：動物所   發布者：亦云   日期：2015-06-09   今日/總瀏覽：1/4984


　　在脊椎動物中，中樞神經系統的早期發育分為兩個階段：首先，由Chordin、 Noggin和Follistatin等BMP的拮抗因子在背部誘導產生前部神經組織；接著，誘導產生的前部神經組織被梯度分布的Wnt、FGF、RA等後部化因子轉化為後部神經組織，最終產生中腦、後腦以及脊髓。　　 

　　TGF-β/Nodal信號在脊椎動物原腸期胚層誘導過程中發揮著重要作用，但是Nodal/Smad2的協同轉錄因子有哪些，可以調控哪些靶基因的時空表達還不清楚。我們通過ChIP-chip技術，發現在原腸胚早期，Smad2可以結合在679個基因的啟動子或增強子區，調控其表達。通過分析Smad2結合區域的其他轉錄因子保守的結合序列的出現頻率，我們鑑定了一批潛在的Smad2的共轉錄因子，其中就包括染色質重塑蛋白BPTF （Bromodomain PHD-finger Transcription Factor）（J Biol Chem. 2011, 286: 28520-28532）。　　 

　　BPTF是染色體重塑複合體NURF中分子量最大的亞基，可以招募NURF複合體其它亞基到基因的啟動子或增強子區，通過調控核小體滑動，促進基因轉錄。我們發現，BPTF在斑馬魚神經後部化過程中發揮著非常重要的作用。BPTF在功能上和結構上與Smad2相互作用。更為重要的是，我們發現BPTF/Smad2在TGF-β而不是Nodal信號通路下遊，通過調控Wnt8a的表達，促進神經外胚層後部化過程。BPTF與Smad2協同調節所結合的Wnt8a啟動子區的核小體滑動來調控靶基因表達，從而在神經系統發育發揮作用。BPTF及Smad2可以獨立與Wnt8a啟動子結合，但由於結合位點鄰近，增強了對其它亞基例如Smarca1的招募。Smad2/3可以招募組蛋白乙醯轉移酶p300或去乙醯化酶HDAC到基因的啟動子區，上調或抑制基因的表達，而我們的研究揭示了Smad2/3通過與染色質重塑蛋白BPTF協同作用，改變靶基因啟動子區核小體密度，從而調控基因轉錄的新機制。　　 

　　以上研究成果於2015年6月在美國神經學會旗艦雜誌 Journal of Neuroscience 發表（論文連結）。該論文第一作者是中科院動物所博士研究生馬淵卿，通訊作者為中科院動物所王強研究員和清華大學孟安明院士。該研究由中科院幹細胞與再生醫學先導項目、科技部973項目和國家自然科學基金委資助。 

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