翁杰敏课题组在DNA甲基化调控研究取得新进展

翁洁敏教授的研究小组在DNA甲基化的调控方面取得了新进展。图为翁洁敏(右)和客座学者在实验室。哺乳动物DNA甲基化需要一种多功能蛋白UHRF1,这对维持正确的表观遗传学具有重要意义。近年来,我校生命科学院生物医学科学研究所翁洁敏教授领导的研究小组发现了表观遗传调控因子UHRF1在DNA甲基化中的作用机理。这项相关研究发表在《自然通讯》杂志的网上。研究人员发现了一种特殊的多功能蛋白:UHRF1在表观遗传学中起着重要作用:通过靶向dna甲基转移酶1,维持dna甲基化水平,参与h3k9甲基化与dna甲基化之间的通讯。

本文作者是华东师范大学生命医学研究所翁洁敏教授。第一作者是翁洁敏教授的实验室刘晓丽、高勤勤和李必顺。本课题组的主要研究方向是核激素受体调控基因表达的分子机制和表观遗传学分子机制。核激素受体共调节因子的研究取得了许多突破,在国际核心期刊上发表了近70篇论文。哺乳动物DNA甲基化表观遗传学需要一种多功能蛋白UHRF1,通过一种独特的半甲基化CPG结合活性,证明它能够在DNA复制叉周围组装dnmt1。翁洁敏教授指出,uhrf1是哺乳动物细胞中唯一已知的蛋白质,它能特异性结合甲基化的h3和cpg。

其研究团队围绕该蛋白进行了相关研究,发现通过结合K9甲基化或甲基化DNA,UHRF1可以有效地定位在异源染色体上,并在异源染色体的形成和维持中发挥重要作用。在此基础上,研究人员进行了深入的实验。他们证明,突变缺陷型的uhrf1(可以结合半甲基化的cpg或h3k9me2/3,但不能同时结合两者)与中心周围异染色质相互作用,并调用dnmt1来弥补小鼠的uhrf1缺陷。部分DNA甲基化缺陷。此外,研究人员还发现dnmt1(DNA甲基转移酶)的甲基化对于随后由uhrf1结合诱导的甲基化胞嘧啶甲基化并不必要。

因此,研究人员指出,UHRF1可以通过结合H3K9ME2/3或半甲基化的CPG来维持DNA的维持甲基化,从而靶向dnmt1,这项研究还表明,在维持水平上,UHRF1参与了H3K9甲基化和DNA甲基化之间的通讯。f DNA甲基化。翁洁敏教授的团队在两种组蛋白脱甲基酶(AOF1和PFH8)的研究方面也取得了突破。AOF1是胺氧化酶家族的一员,LSD1是第一个发现的组蛋白脱甲基酶。LSD1的发现打破了组蛋白甲基化修饰多年不可逆的观点。

翁洁敏教授的研究小组发现,AOF1和LSD1一样,是一种组蛋白H3K4脱甲基酶,能特异性地去除K4单甲基和二甲基,但对K4三甲基化没有影响(图1和图2)。与LSD1不同,AOF1不与组蛋白脱乙酰基酶形成复合物,但仍具有转录抑制作用。我们发现AOF1的N端ZF-CW结构域不仅是AOF1组蛋白脱甲基酶活性所必需的,而且与其转录抑制功能密切相关。这项工作不仅鉴定了一种新的组蛋白脱甲基酶,而且部分揭示了其作用机制。

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