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科学家发现特殊蛋白在基因调节过程中所扮演的关键角色

2017年11月14日  来源:新浪网    转载

日前,来自美国西北大学的研究人员通过研究发现,名为BRWD2/PHIP的蛋白质或能结合在组蛋白赖氨酸4(H3K4)的甲基化位点上,而这种关键分子事件能够影响基因表达,这似乎是通过一种未知的蛋白结构域来完成的,相关研究刊登于国际杂志Genes & Development上。

除了能帮助深入理解基因表达的调节机制外,本文研究对于阐明多种疾病的发病机制也至关重要,在转移性黑色素瘤中BRWD2/PHIP会出现过表达的情况,而且相关基因的突变也和神经发育综合征的发生有关。人类机体的DNA常常被组蛋白所缠绕,当这些蛋白质通过组蛋白甲基化修饰后,其就能够帮助确定基因的开启或关闭。

大约20年前,研究者Shilatifard就发现,特定的组蛋白位点(H3K4)的甲基化或许能被COMPASS家族酶类所催化,从那时开始,研究人员就开始研究H3K4位点的甲基化过程,以及该过程如何控制基因表达,其错误调节后如何诱发癌症和其它疾病的产生等。本文研究中,研究者对人类癌细胞、小鼠胚胎干细胞和果蝇进行研究首次发现,BRWD2/PHIP蛋白能直接结合到COMPASS所作用组蛋白H3K4的甲基化位点上,且BRWD2/PHIP能够通过一种未知的蛋白结构域(CryptoTudor结构域)对这种甲基化修饰进行有效识别。

这项研究中,研究人员利用了多种方法,包括CRISPR-Cas9基因编辑技术、新一代基因组测序技术、质谱法及生物物理学实验等,研究者Morgan指出,在影响个体的多种疾病中或许存在一种重叠,这些患者机体中常常携带有编码蛋白COMPASS和BRWD基因的突变,比如智力障碍患者。研究者的思路就是,如果COMPASS的活性能开启H3K4的甲基化过程,那么BRWD2就能够结合到该位点,而其或许就是相同通路的一部分结构了,下一步研究者将会通过进行更加精准化的研究阐明BRWD2/PHIP蛋白的具体作用机制。

后期研究中,研究者除了需要阐明BRWD2的功能外,还需要阐明其与H3K4位点的结合如何帮助调节基因的转录控制过程。最后研究者Robert H。 Lurie教授表示,我们发现了H3K4结合因子家族,目前我们正在阐明这些因子所扮演的关键角色,对于我们而言后期还有大量工作要做。

(责任编辑:张晓萌 )

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