近日，我校分析测试中心工程师秦苏以合作者身份在著名国际期刊《Nature Communications》在线发表了题为“H3K14ac is linked to methylation of H3K9 by the triple Tudor domain of SETDB1”的研究论文。这一研究揭示了真核生物染色质从“打开”到“关闭”过程中组蛋白密码的识别机制。

       在真核生物中，遗传物质DNA是以染色质的形态存在的。染色质的基本单位是核小体，由DNA缠绕在组蛋白八聚体外面而形成。核小体可再进一步封装以实现将线性DNA高度压缩、得以存储在细胞核中的作用。DNA的这一组织结构有利于保护DNA的稳定性，同时也给实现DNA自身的生物学功能（复制、转录、修复等）造成障碍——在高度压缩的染色质结构中，DNA不易于接触。因此，染色质结构需要在舒展（打开）和压缩（关闭）之间动态调节。有意思的是，组蛋白的氨基端尾巴通常都伸出核小体而暴露在外面，并可发生各种翻译后修饰，对染色质的结构起着重要的调节作用，这一学说称之为“组蛋白密码”。

       比如，“打开”状态的染色质是高度乙酰化（ac）的，包括H3K9ac、H3K14ac，而H3K9me3（H3K9的三重甲基化）是“关闭”状态染色质的一个标志。该研究发现，负责催化H3K9me3的甲基化酶SETDB1含有三个串联的Tudor结构域（3TD），可以特异地识别H3K14ac信号，当邻近的H3K9开始甲基化时，它们之间的结合亲和力会得到显著提升。特别有意思的是，当H3K9me从二重甲基化（me2）进一步转换成三重甲基化（me3）后，整个密码识别方式发生重大翻转，最后当H3K9me3得到确立、而H3K14ac的乙酰基（ac）脱落后，3TD则会从这一组蛋白上解离，完成从“打开”到“关闭”过程中这一系列组蛋白密码的识别。

       这项研究得到了国家自然科学基金的资助。秦苏和来自德国斯图加特大学（Universität Stuttgart）的Renata Z. Jurkowska对该工作的贡献相当。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-017-02259-9 

供稿：公共分析测试中心