复杂的生物体可以响应各种环境信号而快速诱导基因表达。巨噬细胞对病原体的感应参与了保守的转录因子及信号通路,以协调炎症基因的诱导。组蛋白H3.3(组蛋白H3变体)的丰富整合是动态调节染色质和转录的一般特征。然而,尚不清楚染色质如何在诱导基因上进行调节,以及H3.3的哪些特征可能使快速和高水平的转录成为可能。H3.3的氨基末端包含一个独特的丝氨酸残基(Ser31),在 H3.1和H3.2中不存在。
2020年7月22日,清华大学李海涛及威尔康奈尔医学院Steven Z. Josefowicz共同通讯在Nature在线发表题为“Histone H3.3 phosphorylation amplifies stimulation-induced transcription”的研究论文,该研究表明H3.3S31,沿着小鼠巨噬细胞中快速诱导的基因以刺激依赖性方式被磷酸化(H3.3S31ph)。刺激反应性基因的这种选择性标记直接与组蛋白甲基转移酶SETD2结合,后者是活性转录机制的一个组成部分,并“弹出”延伸共抑制因子ZMYND11。该研究结果表明专用机制能够实现涉及组蛋白变体H3.3的快速转录,其磷酸化以及染色质调节剂的募集和排出。
另外,2020年7月15日,清华大学李海涛及耶鲁大学医学院Andrew Z. Xiao共同通讯在Nature 在线-methyladenine in DNA antagonizes SATB1 in early development”的研究论文,该研究显示N6-mA在早期发育的细胞命运转变过程中,在改变表观遗传格局方面具有关键作用。总体而言,该研究发现证明了SATB1通过N6-mA发挥功能的出乎意料的分子机制,并揭示了DNA修饰,DNA二级结构与早期胚胎发育中大染色质域之间的联系()。
刺激诱导基因的一个鲜为人知的特征是它们有效结合通用转录机制进行快速表达的能力。尽管在数千个组成型表达基因中这些基因从头表达,但热休克基因或炎性基因的选择性诱导转录还是迅速而稳健地发生。
研究人员认为刺激诱导的转录可能通过与信号激活的转录因子合作的专用染色质调节机制来控制。在染色质的刺激响应特征中,组蛋白磷酸化可以是一种有效的手段,可通过激酶级联将信号传递至刺激响应基因,从而有可能增强其转录。
H3.3是保守的H3变体,并且是某些简单的真核生物(包括酿酒酵母)中唯一的H3。在复杂的生物中,H3.3在细胞周期外唯一表达,并在转录,基因组稳定性和有丝分裂中具有多种作用。氨基末端的H3.3尾巴与H3.1或H3.2的尾巴的区别在于单个氨基酸,即H3.3中第31位的丝氨酸,代替了H3.1和H3.2中的丙氨酸。
尽管H3.3在动态染色质中的富集特征非常丰富,但H3.3S31和H3.3特异性磷酸化的潜在调节功能和生物物理机制仍未得到很好的理解。最近的研究强调了H3.3在肿瘤转移中的因果作用。在这里,该研究报告H3.3在Ser31(H3.3S31ph)磷酸化的快速放大,高水平,刺激诱导的转录的协调机制。
该研究表明H3.3S31,沿着小鼠巨噬细胞中快速诱导的基因以刺激依赖性方式被磷酸化(H3.3S31ph)。刺激反应性基因的这种选择性标记直接与组蛋白甲基转移酶SETD2结合,后者是活性转录机制的一个组成部分,并“弹出”延伸共抑制因子ZMYND11。该研究结果表明专用机制能够实现涉及组蛋白变体H3.3的快速转录,其磷酸化以及染色质调节剂的募集和排出。
原标题:《【科技前沿】Nature:清华大学李海涛等团队首次揭示H3.3丝氨酸磷酸化的生物学功能》









