科学家揭示Polycomb复合物促进转录的新功能

Polycomb选择性的正向调控Pc+H3K27me3+H4K20me1+ 基因转录
Polycomb选择性的正向调控Pc+H3K27me3+H4K20me1+ 基因转录

3月22日,国际学术期刊《细胞研究》(Cell Research)在线发表了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所赵允研究组以及中国科学院-马普学会计算生物学伙伴研究所魏刚研究组合作的最新研究成果:“A positive role for polycomb in transcriptional regulation via H4K20me1”。该项研究揭示了Polycomb这一经典转录抑制因子在促进特定靶基因转录过程中的新功能。

进化上高度保守的Polycomb Repressive Complex/Polycomb Group (PRC/PcG)蛋白对动物体的正常发育至关重要。已有的研究表明该复合物可以参与抑制相关靶基因的转录,并且具体分子机制也有了深入研究。此外,相关研究也同时表明该复合物在肿瘤发生过程中也可以正向调控一些靶基因的转录。但是在正常发育过程中,Polycomb(Pc)是否可以直接参与促进基因转录?更为关键的是,Pc如何选择性、特异性地针对不同靶基因进行差异性调控(抑制或者激活)?以上重要科学问题仍有待回答。

在赵允研究员和魏刚研究员的指导下,博士研究生吕向东和韩志军等采用ChIP-seq和RNA-seq等实验技术方法,结合模式生物果蝇的遗传学优势,通过研究发现逐级招募的PcG蛋白通过调控一系列发育关键因子上的H4K20me1修饰(由甲基转移酶PR-Set7催化)而直接正向调控这一类基因的转录。生物信息学分析也发现PcG蛋白正向调控Pc+H3K27me3+H4K20me1+ 基因的转录,而抑制Pc+H3K27me3+H4K20me1 基因的转录。更为重要的是,通过实验证明转录因子Broad (Br)特异性结合Pc+H3K27me3+H4K20me1+ 基因而并非Pc+H3K27me3+H4K20me1基因。该研究阐明了在机体正常发育过程中,Pc通过与PR-Set7以及Br相互结合形成大的复合物从而特异性地正向调控具有Pc+H3K27me3+H4K20me1+ 特征的一类基因转录的新功能和新机制。

该项研究工作得到生化与细胞所李林研究员、张雷研究员、周兆才研究员以及武汉大学吴旻研究员的大力协助。该工作得到了生化与细胞所细胞分析技术平台、分子生物学技术平台的支持与帮助,获得中国科学院、科技部以及自然科学基金委的基金资助。

论文链接:http://www.nature.com/cr/journal/vaop/ncurrent/full/cr201633a.html

(据中国科学院上海生命科学研究院)

原创文章,如若转载,请注明出处。

相关文章

  • 提高油菜硼含量

    近日,Plant Cell and Environment(IF2014=6.96) 在线发表了华中农业大学油菜营养遗传课题组在甘蓝型油菜硼高效研究方面取得的新进展。该研究借助QTL精细定位与转录组分析克隆了油菜中一个硼高效基因BnaA3.NIP5;1。…

    2016-03-16
  • 返老还童不是梦?

    (翻译:范坤; 编辑: Randy) 最近一项关于小鼠基因治疗的研究显示返老还童的可行性,但科学家认为要在人体上实现可能还需数十年。 皱纹,白发和全身疼痛是人体衰老的标志,我们通常认为衰老是一种必然的自然规律。…

    2016-12-21
  • 科学家实现肿瘤持续生物自发光成像

    体内外脂肪酸酰氨水解酶(FAAH)活属于丝氨酸水解酶家族,能降解人体内大麻素,维持神经系统的正常功能。体内过表达FAAH会导致严重的神经系统紊乱综合症,而治疗策略则是使用FAAH的抑制剂。由于神经系统疾病往往是…

    2016-07-05
  • 中国科学家揭示非人灵长类动物的高精度三维基因组学图谱

    人类大脑起源于漫长的生命进化过程,其最显著的改变是大脑的认知功能,反映在脑容量的显著扩大和脑结构的高度精细化。在人类进化过程中,“哪些遗传改变造就了人类大脑”是学界长期力图解决的科学问题。 所有器官包括…

    2021-01-28
  • 高年龄的父亲意味着会有更古怪的儿子

    Credit: Arina P Habich / Shutterstock (文/wdy) 一项新的研究发现,推迟生孩子的男性更有可能有“更古怪”的儿子。伦敦国王学院设计的“极客指数”测试了年龄较大的父亲的孩子,发现这些孩子更聪明,更专注,更不介…

    2017-06-29
  • 菠菜的基因与祖先

    在菠菜出波斯以后,栽培种菠菜开始分为两个支线:东亚、中/西亚。中/西亚的一支传入欧洲后,又随着欧洲人渡海到美国;东亚的一支则在中国开枝散叶…

    2017-08-12