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——组蛋白标记的传递需要CDYL蛋白
染色质结构和表观遗传修饰的正确重建对于不同细胞维持自己特有的基因表达谱非常重要。染色质重建主要包括两个方面,一方面在复制叉之前拆分染色质,释放亲代的组蛋白,另一方面将再循环和新合成的组蛋白组装到子链上。这其中最重要的是有效回收亲本组蛋白,特别是那些与基因沉默和染色质压缩相关的修饰物,因为这些“老”组蛋白可以作为“种子”把表观遗传信息传播给子链上的组蛋白。
DNA解旋酶复合物MCM不仅可以催化DNA双链解螺旋,也可以作为释放出来的亲本组蛋白的临时停靠点。同时,染色质的正确重建也取决于组蛋白伴侣,其中包括染色质组装因子1(CAF-1)。CAF-1是由三个亚基p150、p60和p48组成的复合物,能够将新合成的H3-H4联结到复制的DNA用于从头染色质组装。但是,CAF-1如何参与亲代核小体组蛋白的沉积仍然不清楚。
抑制性的组蛋白修饰如H3K9和H3K27对于染色体的正确分离、细胞发育和维持“身份”等方面十分重要。H3K9me1/2由组蛋白甲基转移酶(KMTs)G9a/GLP催化,而H3K27me2/3由PRC2复合物催化。PRC2复合物是由催化亚基EZH2与其他核心成分SUZ12、EED和RbAp46/48组成的蛋白质。有报道称PRC2的EED成分特异性结合H3K27me3修饰的组蛋白尾部,导致H3K27me3向相邻核小体或姐妹染色单体转移。然而,EED对H3K27me3的结合亲和力明显低于HP1,并且没有证据表明EED可以到达核小体重组发生的复制位点,这表明存在其他调节因子以便在细胞分裂期间有效转移H3K27me3。
北京大学的梁静博士课题组曾经发现染色体Y样蛋白(CDYL)表现出比EED更强的对H3K27me2/3的亲和力。CDYL可以与EZH2直接相互作用,通过一个正反馈回路促进H3K27me3沿着染色质传递。其他研究人员还通过全基因组定量相互作用蛋白质组学研究,认为CDYL是与H3K27me3亲和力最强的互作蛋白之一。有趣的是,CDYL被证明对H3K9me2/3也具有高亲和力,并与G9a相互作用。
在2017年第3期JMCB出版的题为“Chromodomain proteinCDYL is required for transmission/restoration of repressive histone marks”的封面文章中,梁静博士课题组又发现CDYL与染色质组装因子1(CAF-1)和复制解旋酶MCM复合物具有相互作用。研究结果显示CDYL桥接CAF-1和MCM,促进DNA复制过程中的组蛋白转移和沉积。CDYL能将组蛋白修饰酶G9a、SETDB1和EZH2募集到复制叉,在新沉积的组蛋白H3上添加H3K9me2/3和H3K27me2/3。如果CDYL缺失,细胞周期会受到显著抑制,阻滞在早S期,并且细胞对DNA损伤变得敏感。这些数据表明,CDYL在抑制性组蛋白标记物的传递中起到重要作用,从而帮助细胞保留表观遗传学特征以维持其“身份”。
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GMT+8, 2024-11-27 04:17
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