《Nature | 通过核小体阅读器的蛋白质组学分析解码染色质状态》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-03-10
  • 2024年3月6日,伦敦帝国学院的研究人员在Nature发表题为Decoding chromatin states by proteomic profiling of nucleosome readers的文章。

    该文章介绍了一个关于染色质状态如何被染色质读取器解码的研究。研究使用多维蛋白质组学策略系统地研究了大约2,000种核蛋白与代表启动子、增强子和异染色质状态的80多个修饰二核苷酸体结合的相互作用。通过将复杂的核小体结合谱解析为共调控蛋白质网络和驱动蛋白质招募或排斥的明显核小体特征网络,研究全面展示了染色质状态如何被染色质读取器解码。

    研究发现不同特征具有高度独特的结合响应,许多因子能识别多个特征,核小体修饰和连接DNA在调控蛋白质与染色质结合中起着主要独立的作用。他们提供了一个名为"Modification Atlas of Regulation by Chromatin States (MARCS)"的在线资源,提供深入分析工具,以促进对染色质状态调控基本原则的发现。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-024-07141-5
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    • 2024年6月5日,海德堡大学的研究人员在Nature上发表了题为Nuclear position and local acetyl-CoA production regulate chromatin state的文章。 组蛋白乙酰化调节基因表达、细胞功能和细胞命运。该研究表明了果蝇翅盘上皮组织中组蛋白乙酰化的模式。翼盘外缘的 H3K18ac、H4K8ac 和总赖氨酸乙酰化都有所增加。这种乙酰化模式受核位置的控制,核在上皮细胞内不断从顶端位置向基底位置移动,在靠近组织表面时表现出高水平的 H3K18ac。这些表面细胞核中乙酰-CoA 合成酶的含量增加,而乙酰-CoA 是组蛋白乙酰化所需的乙酰-CoA。 组蛋白乙酰化的碳源是脂肪酸的β-氧化作用,这种作用在边缘处也有所增加。抑制脂肪酸β-氧化会导致涉及椎间盘发育的基因的基因组附近的H3K18ac水平下降。 总之,果蝇翅膀外缘和其他成象上皮存在影响基因表达的物理标记。
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    • 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