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Nature 中国科学家揭示 DNA 复制起始的调控机制
发布时间：2020-04-28 16:23 | 点击次数：528
近日，中科院生物物理所李国红课题组与朱明昭课题组合作揭示组蛋白变体 H2A.Z 对 DNA 复制起始位点的调控。2019 年 12 月 25 日，于《自然》（Nature）在线发表了题为 H2A.Z facilitates licensing and activation of early replication origins 的研究论文。
该研究发现，含有组蛋白变体 H2A.Z 的核小体能够通过直接结合甲基化酶 SUV420 H1 以有效刺激 H4 K20 残基的二甲基化，从而许可和激活早期复制起点。全基因组研究显示，来自 H4K20me2、ORC1 和新生 DNA 链的信号与 H2A.Z 共定位，并且 H2A.Z 的缺失导致整个基因组中 H4K20me2、ORC1 和新生链信号的减少。与其他来源相比，H2A.Z 调控的复制起点具有更高的激发效率和更早的复制时机。这些结果表明，组蛋白变体 H2A.Z 在表观遗传学上调控早期复制起点的许可和激活，并通过 SUV420 H1-H4K20me2-ORC1 信号轴维持复制时机。
为了研究这个通路在生理条件下的作用，研究者还构建了在小鼠 T 细胞中条件性敲除 H2A.Z 的小鼠。研究结果也发现，在 T 细胞中条件性敲除 H2A.Z 会导致活化后的 T 细胞增殖变慢，复制信号显著降低。
该研究中，H-3 标记的甲基化转移酶活性使用珀金埃尔默公司的液闪仪进行定量分析。珀金埃尔默为中国科学家科研助力。
图：含 H2A.Z 的核小体结合甲基化酶 SUV420 H1 的结构显示（a）R257/ SUV420 H1 和 E64/ H4 相互作用（b）K333 /SUV420 H1 和 D97/ H2A.Z 相互作用
该研究发现，含有组蛋白变体 H2A.Z 的核小体能够通过直接结合甲基化酶 SUV420 H1 以有效刺激 H4 K20 残基的二甲基化，从而许可和激活早期复制起点。全基因组研究显示，来自 H4K20me2、ORC1 和新生 DNA 链的信号与 H2A.Z 共定位，并且 H2A.Z 的缺失导致整个基因组中 H4K20me2、ORC1 和新生链信号的减少。与其他来源相比，H2A.Z 调控的复制起点具有更高的激发效率和更早的复制时机。这些结果表明，组蛋白变体 H2A.Z 在表观遗传学上调控早期复制起点的许可和激活，并通过 SUV420 H1-H4K20me2-ORC1 信号轴维持复制时机。
为了研究这个通路在生理条件下的作用，研究者还构建了在小鼠 T 细胞中条件性敲除 H2A.Z 的小鼠。研究结果也发现，在 T 细胞中条件性敲除 H2A.Z 会导致活化后的 T 细胞增殖变慢，复制信号显著降低。
该研究中，H-3 标记的甲基化转移酶活性使用珀金埃尔默公司的液闪仪进行定量分析。珀金埃尔默为中国科学家科研助力。
图：含 H2A.Z 的核小体结合甲基化酶 SUV420 H1 的结构显示（a）R257/ SUV420 H1 和 E64/ H4 相互作用（b）K333 /SUV420 H1 和 D97/ H2A.Z 相互作用