作者:翁杰敏等 来源:《自然—通讯》 发布时间:2013-3-8 10:06:59
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研究人员发现一种特殊多功能蛋白
 
来自华东师范大学,日本RIKEN过敏与免疫学研究中心的研究人员发现了一种特殊的多功能蛋白:UHRF1在表观遗传中的重要作用:能通过靶向DNA甲基转移酶1,维持DNA甲基化水平,参与H3K9甲基化和DNA甲基化之间的通信。相关成果公布在《自然—通讯》(Nature Communications)杂志上。
 
文章的通讯作者是华东师范大学生命医学研究所翁杰敏教授,第一作者是翁杰敏教授实验室刘晓丽,高芹芹和李丕顺。这一研究组主要研究方向为细胞核激素受体调控基因表达的分子机制和表观遗传分子机制研究,细胞核激素受体共调控因子相关研究曾获得许多突破性成果,已在国际核心期刊发表论文近70篇。
 
哺乳动物DNA甲基化表观遗传需要一种多功能蛋白:UHRF1,研究证明这种蛋白能通过一种独特的半甲基化CpG结合活性,将DNMT1召集到DNA复制叉周围。
 
翁杰敏教授指出,UHRF1是目前哺乳动物细胞中所知的唯一一个,既能特异结合甲基化H3和甲基化CpG的蛋白。其研究组围绕这种蛋白展开了相关研究,发现通过结合K9甲基化或甲基化DNA, UHRF1能有效定位到异质染色体上,并在异质染色体的形成与维持中起重要作用。
 
在此基础上,这篇文章中研究人员又进行了深入实验,他们证明了UHRF1突变缺陷型(能结合半甲基化CpG或H3K9me2/3,但不能同时与这两者结合)能与臂间异染色质( pericentric heterochromatin)相互作用,召集Dnmt1,弥补小鼠Uhrf1缺陷细胞中部分DNA甲基化缺陷。
 
此外,研究人员还发现,UHRF1结合诱导的甲基化胞嘧啶翻转,对于其后的DNMT1(DNA甲基转移酶)的甲基化作用并不是必需的。由此研究人员指出,这项研究证明了UHRF1能通过与H3K9me2/3或半甲基化的CpG结合,靶向DNMT1,用以维持DNA甲基化(DNA maintenance methylation),而且这项研究也表明UHRF1在DNA甲基化维持水平上,参与了H3K9甲基化和DNA甲基化之间的通信。
 
翁杰敏教授研究组还曾再两个组蛋白去甲基化酶(AOF1 和PHF8)的研究工作上取得了突破性进展,AOF1是Amine Oxidase家族的一个成员,该家族成员LSD1是最早发现的组蛋白去甲基化酶。LSD1的发现打破了多年来组蛋白甲基化修饰的非可逆性的思想。
 
翁杰敏教授研究组发现与LSD1一样,AOF1也是一个组蛋白H3K4去甲基化酶,能特异的去除K4一甲基和二甲基,但对K4三甲基化没有作用(Fig.1和Fig.2)。与LSD1不同之处,AOF1并不与组蛋白去乙酰化酶形成复合物,但仍具有转录阻抑作用。我们发现AOF1的N-末端ZF-CW结构域不仅为AOF1组蛋白去甲基化酶活性所必需,而且也与其转录阻抑功能密切相关。这一工作不仅鉴定了一个新的组蛋白去甲基化酶,而且部分揭示了其作用机制。(来源:生物通 万纹)
 
 
 
 
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