《Nature | 染色质分区调节对DNA损伤的响应》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2023-10-20
  • 2023年10月18日,图卢兹大学等机构的研究人员在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为Chromatin compartmentalization regulates the response to DNA damage的文章。DNA损伤反应对保护基因组的完整性至关重要。虽然已经研究了染色质在DNA修复中的贡献,但染色体折叠对这些过程的贡献仍不清楚。该研究报道了在哺乳动物细胞中产生双链断裂(DSBs)后,ATM通过受损的拓扑关联域的聚集,驱动一个新的染色质室(D室)的形成,由γH2AX和53BP1装饰。

    这个隔间的形成机制与聚合物-聚合物相分离而不是液-液相分离。D室主要出现在G1期,不依赖于内聚蛋白,并在药理抑制dna依赖的蛋白激酶(DNA-PK)或积累r-环后增强。重要的是,富含r-环的DNA损伤反应基因在物理上定位于D室,这有助于其最佳激活,为DNA损伤反应中的DSB聚类提供了一个功能。然而,dsb诱导的染色体重组是以易位率的增加为代价的,这也在癌症基因组中观察到。总的来说,该研究描述了dsb诱导的区域化如何协调DNA损伤反应,并强调了染色体结构在基因组不稳定性中的关键影响。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-023-06635-y
相关报告
  • 《Nature | 人类染色质重塑蛋白SMARCAD1对亚核小体的偏好性》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:朱晓琳
    • 发布时间:2025-06-18
    • 发表机构:清华大学(通讯作者单位)等 作    者:陈柱成、郗乔然(通讯作者)     核小体作为真核生物染色质基本单元,由147 bp DNA缠绕组蛋白八聚体构成,后者含两拷贝H2A-H2B二聚体和一拷贝(H3-H4)2四聚体。染色质结构动态可塑,核小体在复制、转录等过程中拆分重组,产生DNA解缠绕、六聚核小体等中间态,统称亚核小体,其保护DNA片段(90-120 bp)短于完整核小体。虽MNase-seq等技术检测到短片段,但因技术限制,亚核小体是否为稳定功能单元等核心问题尚未解决。     SMARCAD1是非经典染色质重塑蛋白,对DNA损伤修复和胚胎干细胞异染色质维持重要。研究人员发现其对亚核小体活性显著,对经典核小体活性微弱。通过冷冻电镜解析SMARCAD1结合六聚核小体复合物结构,发现其马达结构域转向DNA解缠绕形成的开放区域。结构显示马达内部有独特组蛋白结合结构域(HBD),其与H4相互作用对重塑活性关键;C -端螺旋(CTH)延伸结合NPD,连接两核心马达结构域,对偶联ATP水解和DNA滑移必要。在小鼠胚胎干细胞中,敲低、回补Smarcad1基因证实HBD、CTH等对维持干细胞多能性不可或缺。     此外,该研究通过解析SMARCAD1结合经典核小体复合物结构发现,其结合松散无活性,因经典构象结合时HBD与组蛋白表面空间冲突,解释了其丧失对经典核小体重塑活性的原因。组蛋白分子伴侣FACT复合物与SMARCAD1协同,FACT部分拆分核小体可促进SMARCAD1的重塑活性,加强了其调控亚核小体动态的作用模式。SMARCAD1的亚核小体重塑活性提示亚核小体可能是稳定功能单元,而非短暂副产物。DNA损伤修复时组蛋白修饰抑制完整核小体组装、促进亚核小体稳定,早期胚胎细胞分裂时核小体高效拆分重组致亚核小体累积,这些生命活动为研究亚核小体及调控蛋白提供了方向。 发表日期:2025-06-04
  • 《Nature | 乙酰甲基赖氨酸在活性转录起始位点标记染色质》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-09-23
    • 2023年9月20日,耶鲁大学的研究人员在Nature 上发表题为Acetyl-methyllysine marks chromatin at active transcription start sites的论文。组蛋白和其他蛋白质中的赖氨酸残基可以通过翻译后修饰来编码调控信息。赖氨酸乙酰化和甲基化对调节染色质和基因表达尤其重要。涉及这些翻译后修饰的途径是临床批准的治疗人类疾病的靶标。赖氨酸甲基化和乙酰化通常被认为是在同一残基上相互排斥的。该研究报道了细胞赖氨酸残基在同一侧链上甲基化和乙酰化形成N(epsilon)-乙酰-N(epsilon)-甲基赖氨酸(Kacme)。 研究人员发现Kacme存在于一系列物种和哺乳动物组织的组蛋白H4 (H4Kacme)上。Kacme与活性染色质标记、转录起始增加有关,并受生物信号的调节。H4Kacme可以通过酶促单甲基赖氨酸肽的乙酰化来安装,并且在体外对一些hdac的去乙酰化具有抗性。Kacme可以与识别修饰赖氨酸残基的染色质蛋白结合,正如研究人员用与组蛋白H4Kacme肽结合的乙酰赖氨酸结合蛋白BRD2的晶体结构所证明的那样。这些结果证实了Kacme作为一种细胞翻译后修饰,具有编码不同于甲基化和乙酰化的信息的潜力,并证明Kacme具有翻译后修饰的所有特征,对染色质生物学具有重要意义。 本文内容转载自“ CNS推送BioMed”微信公众号。 原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/YT0iEDHxUkCSYyw7MKKplQ