Nature中國(guó)科學(xué)家揭示DNA復(fù)制起始的調(diào)控機(jī)制

近日，中科院生物物理所李國(guó)紅課題組與朱明昭課題組合作揭示組蛋白變體H2A.Z對(duì)DNA復(fù)制起始位點(diǎn)的調(diào)控。2019年12月25日，于《自然》(Nature) 在線發(fā)表了題為《H2A.Z facilitates licensing and activation of early replication origins》的研究論文。 

該研究發(fā)現(xiàn)，含有組蛋白變體H2A.Z的核小體能夠通過直接結(jié)合甲基化酶SUV420H1以有效刺激H4 K20殘基的二甲基化，從而許可和激活早期復(fù)制起點(diǎn)。全基因組研究顯示，來自H4K20me2、ORC1和新生DNA鏈的信號(hào)與H2A.Z共定位，并且H2A.Z的缺失導(dǎo)致整個(gè)基因組中H4K20me2、ORC1和新生鏈信號(hào)的減少。與其他來源相比，H2A.Z調(diào)控的復(fù)制起點(diǎn)具有更高的激發(fā)效率和更早的復(fù)制時(shí)機(jī)。這些結(jié)果表明，組蛋白變體H2A.Z在表觀遺傳學(xué)上調(diào)控早期復(fù)制起點(diǎn)的許可和激活，并通過SUV420H1-H4K20me2-ORC1信號(hào)軸維持復(fù)制時(shí)機(jī)。

為了研究這個(gè)通路在生理?xiàng)l件下的作用，研究者還構(gòu)建了在小鼠T細(xì)胞中條件性敲除H2A.Z的小鼠。研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，在T細(xì)胞中條件性敲除H2A.Z會(huì)導(dǎo)致活化后的T細(xì)胞增殖變慢，復(fù)制信號(hào)顯著降低。

該研究中，H-3標(biāo)記的甲基化轉(zhuǎn)移酶活性使用珀金埃爾默公司的液閃儀進(jìn)行定量分析。珀金埃爾默為中國(guó)科學(xué)家科研助力。



圖：含H2A.Z的核小體結(jié)合甲基化酶SUV420H1的結(jié)構(gòu)顯示
    (a) R257/ SUV420H1和E64/ H4相互作用       (b) K333 /SUV420H1和D97/ H2A.Z相互作用