上海药物所合作研究发现一种新组蛋白表观遗传修饰

2011-9-21 22:32 来源: 中国科学院
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  美国芝加哥大学Ben May癌症研究所赵英明教授实验室联合中科院上海药物研究所、美国加州大学圣地亚哥分校、法国Joseph Fourier大学等单位研究人员合作完成的关于组蛋白翻译后修饰系统研究的论文于9月18日在《细胞》杂志上在线发表。这也是上海药物所与赵英明教授合作的化学蛋白质组学研究中心在组建过程中取得的重要研究进展。

  组蛋白修饰参与调控许多重要的细胞生物学过程,如激活或抑制基因转录、DNA修复等表观遗传学现象,并与如肿瘤、神经退行性、自身免疫等许多疾病的发生、发展密切相关。组蛋白翻译后修饰的研究经过数十年积累,共发现了90多个组蛋白修饰位点。目前仍是表观遗传学领域的一个研究热点。此项研究通过综合运用蛋白质组学、化学衍生化、生物化学等方法,对组蛋白修饰进行了系统性研究,共鉴定出130个组蛋白修饰位点,发现了67个新组蛋白修饰位点,该研究增加了约70%的组蛋白修饰的新位点。同时,此项研究确证了组蛋白的一种新修饰-赖氨酸巴豆酰化,并发现该修饰在进化中保守。该修饰的独特化学结构及其在基因组区域中的位置分布,提示该修饰可能与乙酰化修饰在生物学功能上有所不同。在人类体细胞和小鼠精细胞中,此修饰能与基因活性转录启动区域和增强子密切作用,提示赖氨酸巴豆酰化与基因活化密切相关。该研究进一步证明在小鼠精细胞中,该修饰富集于性染色体上,并特异标记于睾丸特定表达基因,此新修饰尤其与减数分裂后期精子细胞的活性基因密切相关,提示该修饰可能是一种重要表观遗传调控因子。

  这项研究揭示了表观遗传学的一种重要的新机制,并且这些新的组蛋白修饰的发现为以后的细胞生理机制及疾病发生机制的研究提供了重要基石。Nature Reviews Genetics已将该成果列为研究亮点,将刊登在下期的杂志上。

  上海药物所化学蛋白质组学研究中心的组建是“十二五”期间药物所为实现新药基础研究水平和研发效率的新突破,以合作与引进相结合的方式,与该领域知名的芝加哥大学赵英明教授实验室合作开展的前沿领域部署。中心已于2011年7月正式成立,旨在建立和发展高效、可靠的蛋白修饰调控酶靶标发现及生物标记物鉴定相关的生物质谱技术,提高药物所在该领域的研究水平,为新药研究探索提供更为快速和有效的途径。