記者日前從中科院上海應(yīng)用物理研究所獲悉，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)系和結(jié)構(gòu)生物學(xué)中心李海濤課題組利用上海光源生物大分子晶體學(xué)線站，從結(jié)構(gòu)生物學(xué)角度解析組蛋白甲基化修飾識別新機制，進一步揭開了錯綜復(fù)雜的表觀遺傳調(diào)控的神秘面紗。相關(guān)成果近期分別在線發(fā)表于《自然》和《基因與發(fā)育》雜志。
據(jù)了解，真核生物基因表達調(diào)控不僅依賴于特定的DNA序列元件，還受到特定組蛋白翻譯后修飾的精密調(diào)節(jié)。組蛋白變體和組蛋白修飾賦予組蛋白巨大的信息荷載能力，參與構(gòu)成一層超越DNA序列的表觀遺傳信息，在染色質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)及基因表達調(diào)控等過程中起著關(guān)鍵作用。目前，研究發(fā)現(xiàn)很多疾病與組蛋白修飾異常有著非常重要的關(guān)聯(lián)，因此研究組蛋白修飾的產(chǎn)生、消除以及讀取機制，對深入了解基因功能調(diào)控機制以及疾病的發(fā)生和治療等有著重要意義。
據(jù)介紹，此次李海濤課題組利用上海光源生物大分子晶體學(xué)線站，解析了bromo-PWWP-H3.1K36me3復(fù)合物和bromo-PWWP-H3.3K36me3復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)，并結(jié)合從北京光源獲得的free bromo-PWWP晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，在原子水平上精細闡釋了一種腫瘤抑制因子ZMYND11利用其串聯(lián)“Bromo-ZnF-PWWP”結(jié)構(gòu)域識別組蛋白變體H3.3K36me3修飾的分子機制。進一步研究表明，ZMYND11通過識別組蛋白H3.3K36me3修飾，在轉(zhuǎn)錄延伸水平抑制了腫瘤發(fā)生相關(guān)基因的過度表達，進而抑制腫瘤發(fā)生。
該研究首次揭示了生物體內(nèi)存在組蛋白變體特異的甲基化識別蛋白。這種對組蛋白變體和甲基化修飾類型的雙重識別，是組蛋白修飾識別機制上的新亮點，體現(xiàn)了真核生物表觀遺傳調(diào)控的復(fù)雜性和重要性。
