来自阿拉巴马州大学生物化学与分子遗传学系,细胞生物学系,纪念斯隆-凯特琳癌症中心(Memorial Sloan - Kettering Cancer Center)的研究人员识别出了组蛋白
H2A 的主要去泛素化(deubiquitination)过程,也证明H2A去泛素化是细胞周期和基因表达的关键步骤。之前的研究虽然揭示了一些组蛋白泛素化的机制,但是并未在H2A去泛素化过程机理研究中获得进展,这一突破性的研究成果目前公布在《Nature》杂志上。
文章的通讯作者是来自阿拉巴马大学的王横滨(Hengbin Wang,音译)副教授,其早年毕业于河北师范大学,于中国农业大学获得博士学位,之后赴日本九州大学进行博士后研究工作,目前任阿拉巴马大学副教授。
组蛋白翻译后修饰在染色体结构和功能方面具有十分重要的意义,扮演着调控者的角色,这些修饰中的组蛋白泛素化(ubiquitination)主要出现在组蛋白H2A和H2B上,近期虽然已识别出组蛋白H2A的泛素化配基在Hox基因沉默和X染色体失活的H2A 泛素化过程中起到了关键作用,但是H2A去泛素化(deubiquitination)过程中的酶以及H2A去泛素化作用至今并不清楚。
在这篇文章中,研究人员报道了组蛋白H2A,Ubp-M(也称为USP16)主要泛素化的功能性特征,实验表明体外Ubp-M接近于核小体底物,与组蛋白H2A去泛素化特异性相关,但是体外与体内都与H2B无关。
值得注意的是,研究人员敲除了HeLa细胞中的Ubp-M,结果发现细胞周期的有丝分裂过程受到影响,导致细胞生长缓慢,进一步研究则揭示Ubp-M引起的H2A去泛素过程是接下来的H3上Ser10的磷酸化,以及细胞进入有丝分裂过程中染色体分离(chromosome segregation)的必要条件。
而且研究人员也证实Ubp-M可以通过H2A去泛素化调控Hox基因表达,阻断Ubp-M的功能会导致光滑爪蟾(Xenopus laevis)的生长缺陷。这些研究识别出了组蛋白H2A的主要去泛素化过程,也证明H2A去泛素化是细胞周期过程和基因表达的关键步骤。
组蛋白修饰
H3・H4 的乙酰化可打开一个开放的染色质结构, 增加基因的表达。转录共同激活物如CBPöP 300、PCA F 实质上是体内的组蛋白乙酰基转移酶(HA T)。相反, HDAC 参
与组成转录共同抑制复合物, 已发现的两个共同抑制复合物S IN 3、M i22NHRD(核小体重塑蛋白去乙酰基酶) 都含有HDAC1、HDAC2。S IN 3 的组成为核心(HDAC1、HDAC2、RBA P46öRBA P48 ) + S IN 3AöS IN 3B、SA P30öSA P18共同构成。S IN 3 复合物通过组分S IN 3A 与序列特异性转录因子或共同抑制物包括mael2max, 核激素受体N 2CORöSMRT、甲基化CPG 粘附蛋白(N ECP2、MBD2)相互作用。M i22NHRD 由核心(HDAC1、HDAC2、RBA P46öRBA P48) + M i2、M TA 1öM TA 2、MBD3 组成, 其中MBD3 含有MBD 样序列, 与甲基化DNA 有低亲和力, 分析发现MBD3 与甲基化有关的氨基酸被置换, 由此推测MBD3 与MBD2 相互作用而使M i22NURD 与甲基化DNA 结合。由此看出, DNA 甲基化和组蛋白去乙酰化协同作用共同参与转录阻遏。此外,M i22NURD 还有染色质重塑活性, 所以S IN 3 和M i22 NURD 可能分别在长期和短期转录阻遏调节中起作用。
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