研究揭示细胞表观遗传信息稳定分子机制

来源: 中国科学报 / 作者: 2020-03-25
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3 月 24 日,中科院生物物理研究所李国红课题组在《自然—细胞生物学》上发表文章,揭示了 PRC1 复合物和组蛋白 H1 协同维持细胞表观遗传信息稳定的分子机制。

在多细胞生物中,表观遗传信息的稳定传播是维持细胞身份的重要途径。多梳抑制复合物 1(PRC1)是一类重要的表观遗传调控因子,它主要通过两种途径促进了兼性异染色质形成,并维持了 PRC1 靶基因的沉默状态:压缩染色质结构和催化形成 H2AK119ub1(一种组蛋白)修饰。H2AK119ub1 在染色质局部往往连绵不断,形成非常宽广的区域,但是其产生的机制一直未被解析。

研究人员经实验发现,RYBP 和 YAF2 蛋白能通过 ZNF 结构域特异识别并结合 H2AK119ub1,借此使 RYBP-PRC1 和 YAF2-PRC1 复合物与其催化产物之间形成 “酶—产物之间的正反馈机制”,从而促进了 H2AK119ub1 向周边的蔓延。研究还证明组蛋白 H1 能通过改变染色质高级结构促进 H2AK119ub1 的蔓延。

此外,研究人员还发现 H1 介导的染色质压缩对 H2AK119ub1 的遗传也至关重要,且 RYBP-/YAF2-PRC1 复合物和组蛋白 H1 通过协同促进细胞周期间 H2AK119ub1 的播散参与了细胞分化过程,提示该表观遗传通路具有重要的生物学功能。

“这项研究的主要意义,在于围绕 PRC1 揭示了细胞增殖分化过程中,表观遗传信息是怎样维持不变的。一旦这个通路被破坏,会引起细胞的分化和发育障碍。” 论文第一作者之一、中科院生物物理所副研究员赵吉成对《中国科学报》说。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41556-020-0484-1

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