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
