異染色質調控因子Dbp3-Dbp4的結構-功能研究

2020-12-07 科學網
異染色質調控因子Dbp3-Dbp4的結構-功能研究

 

染色質(chromatin)是遺傳物質的載體，通常是指細胞分裂間期細胞核內由DNA、組蛋白、非組蛋白等組成的線性複合體結構，可分為常染色質與異染色質。常染色質摺疊程度低，處於伸展狀態，轉錄活躍；而異染色質壓縮緊實，轉錄不活躍。壓縮緊密的異染色質需要在複製叉前先解螺旋，然後進行DNA複製，表觀遺傳標記（包括H3K9me、Histone hypoacetylation）需要穩定地呈遞到新合成的DNA中並完成重新包裝摺疊等的過程。這些過程的協同完成受到一系列蛋白質機器的調控。合作者紐約大學李飛研究組通過蛋白質質譜技術等在裂殖酵母體內鑑定出相關的蛋白質機器，包括Cdc20/Pol2、Dpb2、Dpb3和Dpb4等。其中，Cdc20是最大的催化亞基，主要負責催化前導鏈的合成，其它的亞基參與異染色質的組裝及沉默等過程。本研究在相關的Dpb3和Dpb4的調控因子的結構功能研究取得一些進展。

紐約大學李飛研究組進一步通過遺傳學研究發現Dpb3和Dpb4在染色質的組裝和沉默方面扮演重要角色，並可能形成互作的複合物來發揮功能。中國科學院遺傳與發育生物學研究所陳宇航研究組在隨後的生化研究中發現Dpb3和Dpb4形成穩定的異源二聚體複合物，進一步解析了Dpb3-Dpb4高解析度的晶體結構。該結構揭示Dpb3和Dpb4具有組蛋白摺疊類型的結構，形成類似H2A-H2B的二聚體。基於三維結構分析，發現了該Dpb3-Dpb4通過廣泛的互作形成二聚體複合物，通過定點突變和相關功能研究證明了Dpb3-Dpb4二聚體結構是發揮正常功能必不可少的。此外，進一步的生化實驗發現該複合物與保守組蛋白去乙醯化酶等互作，為進一步探索其參與異染色質的組裝及沉默等過程提供重要信息。

該項研究成果於2017年11月6日在線發表於PNAS雜誌（DOI:10.1073/pnas.1712961114）。陳宇航研究員和紐約大學的李飛教授為該論文的共同通訊作者，李飛研究組的He Haijin博士、陳宇航研究組博士生李陽、李飛研究組的Dong Qianhua博士為該論文的並列第一作者。該研究得到了國家重大研發計劃（2016YFA0500503），和中國科學院戰略性先導專項（B類），自然科學基金委（31470728和31728010）等資助。（來源：科學網）

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