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科學(xué)家發(fā)現(xiàn)特殊蛋白在基因調(diào)節(jié)過程中所扮演的關(guān)鍵角色

2017-11-14 14:24來源:生物谷

日前,來自美國(guó)西北大學(xué)的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn),名為BRWD2/PHIP的蛋白質(zhì)或能結(jié)合在組蛋白賴氨酸4(H3K4)的甲基化位點(diǎn)上,而這種關(guān)鍵分子事件能夠影響基因表達(dá),這似乎是通過一種未知的蛋白結(jié)構(gòu)域來完成的,相關(guān)研究刊登于國(guó)際雜志Genes & Development上。

除了能幫助深入理解基因表達(dá)的調(diào)節(jié)機(jī)制外,本文研究對(duì)于闡明多種疾病的發(fā)病機(jī)制也至關(guān)重要,在轉(zhuǎn)移性黑色素瘤中BRWD2/PHIP會(huì)出現(xiàn)過表達(dá)的情況,而且相關(guān)基因的突變也和神經(jīng)發(fā)育綜合征的發(fā)生有關(guān)。人類機(jī)體的DNA常常被組蛋白所纏繞,當(dāng)這些蛋白質(zhì)通過組蛋白甲基化修飾后,其就能夠幫助確定基因的開啟或關(guān)閉。

大約20年前,研究者Shilatifard就發(fā)現(xiàn),特定的組蛋白位點(diǎn)(H3K4)的甲基化或許能被COMPASS家族酶類所催化,從那時(shí)開始,研究人員就開始研究H3K4位點(diǎn)的甲基化過程,以及該過程如何控制基因表達(dá),其錯(cuò)誤調(diào)節(jié)后如何誘發(fā)癌癥和其它疾病的產(chǎn)生等。本文研究中,研究者對(duì)人類癌細(xì)胞、小鼠胚胎干細(xì)胞和果蠅進(jìn)行研究**發(fā)現(xiàn),BRWD2/PHIP蛋白能直接結(jié)合到COMPASS所作用組蛋白H3K4的甲基化位點(diǎn)上,且BRWD2/PHIP能夠通過一種未知的蛋白結(jié)構(gòu)域(CryptoTudor結(jié)構(gòu)域)對(duì)這種甲基化修飾進(jìn)行有效識(shí)別。

這項(xiàng)研究中,研究人員利用了多種方法,包括CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)、新一代基因組測(cè)序技術(shù)、質(zhì)譜法及生物物理學(xué)實(shí)驗(yàn)等,研究者M(jìn)organ指出,在影響個(gè)體的多種疾病中或許存在一種重疊,這些患者機(jī)體中常常攜帶有編碼蛋白COMPASS和BRWD基因的突變,比如智力障礙患者。研究者的思路就是,如果COMPASS的活性能開啟H3K4的甲基化過程,那么BRWD2就能夠結(jié)合到該位點(diǎn),而其或許就是相同通路的一部分結(jié)構(gòu)了,下一步研究者將會(huì)通過進(jìn)行更加精準(zhǔn)化的研究闡明BRWD2/PHIP蛋白的具體作用機(jī)制。

后期研究中,研究者除了需要闡明BRWD2的功能外,還需要闡明其與H3K4位點(diǎn)的結(jié)合如何幫助調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄控制過程。最后研究者Robert H. Lurie教授表示,我們發(fā)現(xiàn)了H3K4結(jié)合因子家族,目前我們正在闡明這些因子所扮演的關(guān)鍵角色,對(duì)于我們而言后期還有大量工作要做。

原始出處:

Marc A.J. Morgan, Ryan A. Rickels, Clayton K. Collings, et al. A cryptic Tudor domain links BRWD2/PHIP to COMPASS-mediated histone H3K4 methylation. Genes & Development (2017). DOI: 10.1101/gad.305201.117