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Cell Reports | 酰化修饰组学揭示精子发生过程中总组蛋白高乙酰化的分子机制

已有 529 次阅读 2018-11-8 21:32 |系统分类:科研笔记

 

在哺乳动物精子发生过程的晚期会发生一个独特的生理性的全基因组范围的组蛋白高乙酰化,并与随后发生的组蛋白-鱼精蛋白取代过程相关。鱼精蛋白与DNA结合形成高度浓缩的DNA-鱼精蛋白复合体使DNA处于稳定的非转录状态,所占空间极小,增强精子的灵活性,保护精子携带的基因组免受氧化及来自女性生殖系统内其他因子的破坏, 满足精子在受精过程中的各种需要。组蛋白修饰的异常改变还可能会损伤精子的发育过程,导致雄性不育。然而,引发组蛋白高乙酰化的原因和影响,以及其在组蛋白移除中的作用尚不清楚。

Shiota 等研究者发现致癌因子Nut特异性表达于减数分裂后的雄性生殖细胞中,对雄性的生育能力至关重要。Nut通过募集p300和CBP蛋白提高组蛋白H4K5和H4K8的乙酰化,介导了组蛋白到精蛋白的替换。该成果揭晓了精子发生过程中雄性基因组最终致密化之前总组蛋白高乙酰化的分子机制,发表在Cell Reports 上。

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文献解读


基于人和鼠组织中得到的转录组数据可以看到,NUT/Nut仅表达于睾丸组织中,但其组织特异性的作用以及其在雄性生殖细胞分化过程中的表达模式尚不清楚。本文研究者利用发育中的小鼠睾丸组织提取物,精确的定位Nut基因表达于精子形成过程中的减数分裂后精细胞中,在圆形精细胞的中晚期和延长形精细胞的早期大量累积。同时,Nut积累与已知的组蛋白H4高乙酰化的发生时间相对应 (图1)。



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