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揭示细胞表观信息稳定遗传的相关分子机制

2020-03-25 11:46:25     来源:中国新闻网     作者:张林峰

北京时间3月24日凌晨,中国科学院生物物理研究所李国红课题组在《自然—细胞生物学》上发表文章,揭示了PRC1复合物和组蛋白H1协同维持细胞表观遗传信息稳定分子机制

在多细胞生物中,表观遗传信息稳定传播是维持细胞身份的重要途径。多梳抑制复合物1(PRC1)是一类重要的表观遗传调控因子,它主要通过两种途径促进了兼性异染色质形成并维持了PRC1靶基因的沉默状态:压缩染色质结构和催化形成H2AK119ub1(一种组蛋白)修饰。

H2AK119ub1在染色质局部往往连绵不断,形成非常宽广的H2AK119ub1区域,但是其产生的机制一直未被解析。研究人员经实验发现,RYBP和YAF2蛋白能通过ZNF结构域特异识别并结合H2AK119ub1,借此使RYBP-PRC1和YAF2-PRC1复合物与其催化产物之间形成所谓的“酶-产物之间的正反馈机制”,从而促进了H2AK119ub1向周边的蔓延。研究还证明组蛋白H1能通过30-nm染色质纤维的形成促进H2AK119ub1的蔓延,这一过程主要是通过改变染色质高级结构来实现的。

此外,研究人员还发现H1介导的染色质压缩对H2AK119ub1的遗传也至关重要,且RYBP-/YAF2-PRC1复合物和组蛋白H1通过协同促进细胞周期间H2AK119ub1的播散参与了细胞分化过程,提示该表观遗传通路具有重要的生物学功能。

“PRC1复合物对细胞发育和分化很重要。我们这项研究的主要意义,在于围绕PRC1揭示了细胞增殖分化过程中,表观遗传信息是怎样维持不变的。”论文第一作者之一、中科院生物物理所副研究员赵吉成对《中国科学报》解释,“同时我们也发现,一旦这个通路被破坏,会引起细胞的分化和发育障碍。”

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41556-020-0484-1

 

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