近日,來(lái)自美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的Shiv I.S. Grewal在《分子細(xì)胞》(Molecular Cell)上發(fā)表了一篇題為“Nucleosome remodeler exclusion by histone deacetylation enforces heterochromatic silencing and epigenetic inherIT(http://www.weberwork.com/sell/l_25/)ance”的研究論文。該研究詳細(xì)探討了組蛋白去乙?;福℉DACs)、染色質(zhì)重塑因子(如SWI/SNF)和組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶等在調(diào)控異染色質(zhì)穩(wěn)定性和核小體周轉(zhuǎn)中的作用。
關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)
組蛋白去乙?;窩lr3的作用:
Clr3是一種組蛋白去乙?;福ㄟ^(guò)維持異染色質(zhì)區(qū)域的低乙?;絹?lái)確保穩(wěn)定的基因沉默和表觀遺傳信息傳遞。
缺乏Clr3的HDAC活性會(huì)導(dǎo)致組蛋白周轉(zhuǎn)增加,進(jìn)而降低H3K9me3水平并影響異染色質(zhì)的延伸。
染色質(zhì)重塑因子的作用:
當(dāng)Clr3功能出現(xiàn)缺陷時(shí),SWI/SNF等重塑因子通過(guò)抑制組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶的功能來(lái)破壞異染色質(zhì)的穩(wěn)定性,改寫(xiě)基因沉默的狀態(tài)。
在clr3D232N缺陷酵母中,RSC和SWI/SNF的亞基被突變后,可以恢復(fù)由Clr3缺陷導(dǎo)致的基因表達(dá)變化,基因沉默得到明顯增強(qiáng),H3K9me3的結(jié)合和延伸均恢復(fù)至正常狀態(tài)。
這些結(jié)果表明,在缺少Clr3去乙?;腹δ艿那闆r下,RSC和SWI/SNF重塑因子會(huì)破壞異染色質(zhì)的穩(wěn)定性。
Clr3如何阻止重塑因子的作用:
Clr3的存在通過(guò)去除異染色質(zhì)區(qū)域的組蛋白乙酰化水平,有效地阻止了染色質(zhì)重塑因子對(duì)異染色質(zhì)區(qū)域的結(jié)合。
SWI/SNF和RSC對(duì)于Clr3缺陷介導(dǎo)的組蛋白周轉(zhuǎn)增加至關(guān)重要。
組蛋白乙酰基轉(zhuǎn)移酶(HATs)的作用:
將組蛋白乙?;D(zhuǎn)移酶Mst2與chromodomain融合表達(dá)靶向結(jié)合在異染色質(zhì)區(qū)域,可以增強(qiáng)染色質(zhì)重塑因子對(duì)異染色質(zhì)區(qū)域的結(jié)合,并且抑制異染色質(zhì)修飾H3K9me3在Mst2結(jié)合區(qū)域的延伸。
HATs增加了組蛋白乙?;乃?,從而促進(jìn)了染色質(zhì)重塑因子誘導(dǎo)的異染色質(zhì)不穩(wěn)定性。
SWI/SNF重塑因子的直接作用:
直接將SWI/SNF靶向結(jié)合在異染色質(zhì)區(qū)域可以破壞核小體的穩(wěn)定性,從而導(dǎo)致H3K9me3水平和基因沉默的缺失。
染色質(zhì)重塑因子對(duì)異染色質(zhì)表觀遺傳信息傳遞的影響:
表達(dá)靶向異染色質(zhì)的Snf5會(huì)阻礙異染色質(zhì)的表觀遺傳信息傳播,這是通過(guò)抑制Clr4的讀寫(xiě)機(jī)制影響了H3K9me3修飾的延伸。
結(jié)論
本研究揭示了組蛋白去乙?;窩lr3在維持異染色質(zhì)穩(wěn)定性和表觀遺傳信息傳遞中的核心作用,并闡述了染色質(zhì)重塑因子如何通過(guò)調(diào)節(jié)組蛋白修飾來(lái)影響異染色質(zhì)的穩(wěn)定性。這些發(fā)現(xiàn)為我們理解異染色質(zhì)的形成和維持提供了新的見(jiàn)解,并可能有助于開(kāi)發(fā)針對(duì)異染色質(zhì)相關(guān)疾病的治療方法。