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Nature:王占新团队揭示表观遗传调控核心复合物PRC2招募到基因组重要位点的分子机制

2017年9月7日,国际顶级学术期刊《自然》(Nature)在线发表了北京师范大学生命科学学院细胞增殖及调控生物学教育部重点实验室王占新教授课题组的研究论文,题为“Polycomb-like proteins link the PRC2 complex to CpG islands”。该研究揭示了PCL家族蛋白调控PRC2复合物在染色质上定位的分子机制,解决了表观遗传学领域一个长期悬而未决的问题。

PRC2(Polycomb Repressive Complex 2)是表观遗传调控的核心复合物,负责催化组蛋白H3第27位赖氨酸的三甲基化(H3K27me3),从而沉默基因表达。然而,PRC2如何被精确招募到基因组特定区域(如CpG岛)一直不清楚。PCL(Polycomb-like)家族蛋白是PRC2的结合伙伴,包括PHF1、MTF2和PHF19等成员。本研究首次发现PCL家族蛋白的EH结构域能够特异性识别非甲基化的CpG DNA序列,并通过结构生物学方法解析了PHF1和MTF2识别CpG DNA以及含有H3K36me3修饰的组蛋白的分子机制。

在体内,非甲基化CpG序列主要富集于基因组的CpG岛。通过与哈佛大学施扬教授实验室合作,研究团队在小鼠胚胎干细胞中证实,PCL家族蛋白通过识别非甲基化CpG序列,将PRC2复合物招募到染色质的CpG岛上。这一发现为PRC2在染色质上的选择性定位提供了直接实验证据,解决了困扰学界多年的关键问题。

该研究由北京师范大学生命科学学院“青年千人”王占新教授领导,历时4年多完成。合作单位包括哈佛大学医学院施扬教授实验室、Martha Bulyk教授实验室以及纪念斯隆-凯特琳癌症中心的Dinshaw J. Patel教授实验室。博士生李豪杰、蒋君翊以及哈佛大学医学院博士后Robert Liefke为共同第一作者,王占新教授为通讯作者,北京师范大学为第一完成单位。

该工作得到了国家自然科学基金、北京市自然科学基金、北京师范大学自主科研基金以及“青年千人”启动基金的资助。上海同步辐射光源(SSRF)和北京师范大学分析技术中心提供了重要技术支持。

原文检索:Polycomb-like proteins link the PRC2 complex to CpG islands. Nature, 2017.

(责任编辑:泉水)