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China Association for Instrumental Analysis

北京大學分子所何愛彬、李川昀團隊揭示心肌細胞核小體更新機制

文章來源:科學網
2019-06-04 22:35



  2019年5月20日,北京大學分子醫學研究所,北京大學-清華大學生命科學聯合中心何愛彬研究員課題組,與分子所李川昀研究員課題組合作,在Circulation Research在線發表題為“Replication-independent histone turnover underlines the epigenetic homeostasis in adult heart”的研究成果。這項研究發現與不增殖成體心肌細胞的較長壽命相比,復制非依賴型的核小體更新較快;該機制可控制調控區域的組蛋白乙?;奘嗡?,對心臟功能穩態具有重要作用。這一成果為理解心臟中的表觀遺傳調控及心臟疾病的治療提供了理論基礎。

 

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EED調控復制非依賴型組蛋白更新速率的模式圖

  

  在真核生物中,DNA纏繞在組蛋白八聚體上形成核小體。但核小體與DNA的結合并非一成不變,而會經歷動態的組裝和解聚過程(核小體/組蛋白更新),這一過程可以為調控因子提供接近并結合DNA的機會。DNA的復制伴隨著具有特定修飾的組蛋白的解聚和組裝,其中包含新合成的組蛋白修飾準確復制到子代細胞。因此之前研究組蛋白更新對表觀遺傳穩態的精確調控必定會受到DNA復制伴隨的被動組蛋白稀釋(passive dilution of histone marks)的干擾。

  

  課題組巧妙地選用幾乎不增殖的小鼠成體心肌細胞作為研究對象,運用H2B-GFP脈沖追蹤實驗,對復制非依賴型組蛋白更新的功能及調控機制進行探究。此方法在避免了DNA復制影響的同時,實現了在體、全基因組水平的組蛋白更新研究。研究結果發現,心肌細胞中組蛋白快速更新區域富集了活躍轉錄的基因及順式調控元件。他們進一步以增強子為研究對象,該研究闡明了染色質修飾因子EED可通過與染色質重塑因子BRG1相互作用,調節組蛋白更新速率,進而改變H3K27ac修飾水平,影響增強子活性。這項研究成果對于理解哺乳動物正常組織中表觀遺傳環境的維持及動態調控具有重要意義。

  

  北京大學分子醫學研究所博士生李玉梅、艾珊珊及北大-清華生命科學聯合中心博士生余先紅為論文共同第一作者。何愛彬、李川昀為本文的通訊作者。這項研究獲得科技部干細胞專項、國家自然科學基金委和北大-清華生命科學聯合中心的支持。