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NAR & JCS:郑晓峰等揭示组蛋白泛素化和类泛素化修饰调控的新机制

来源:北京大学生科院 2014-04-26 22:24

近日,北京大学生命科学学院郑晓峰研究组在《Nucleic Acids Research》和《Journal of Cell Science》分别发表题为“HSCARG, a novel regulator of H2A ubiquitination by downregulating PRC1 ubiquitin E3 ligase activity, is essential for cell proliferation”和“RNF168-mediated H2A neddylation antagonizes its ubiquitination and regulates DNA damage repair”的论文,揭示了组蛋白H2A泛素化、类泛素化修饰调控的新机制。

真核细胞的组蛋白存在着各种翻译后修饰,包括甲基化、乙酰化、磷酸化和泛素化等,这些修饰使得DNA的复制和转录得到多层次的调控。组蛋白H2A是最早鉴定的泛素化修饰底物,组蛋白H2A泛素化修饰参与了基因转录调控和DNA损伤修复等多个生理反应过程,它受到非常严格而精细的调控,但有关H2A泛素化修饰调控的分子机制还有许多问题尚待解决。郑晓峰研究组2014年4月9日发表在《Nucleic Acids Research》的研究鉴定了新的H2A泛素化修饰的调控蛋白。组蛋白H2A的泛素E3连接酶PRC1 复合体的自身泛素化对于其泛素连接酶活性至关重要,该研究发现,人类HSCARG蛋白通过招募去泛素化酶USP7抑制PRC1复合体的泛素化并因此降低组蛋白H2A泛素化水平,进而调控细胞周期和细胞生长。HSCARG对H2A泛素化的调控在DNA损伤修复中也发挥重要的作用。HSCARG缺失后,DNA损伤修复后H2A泛素链去除的效率降低,导致了修复蛋白停留在损伤位点以及CHK2信号的持续激活,最终导致细胞在损伤修复后不能重新回到细胞周期并影响了细胞的增殖。

除了泛素化修饰,其他种类的修饰在组蛋白的功能调解中也发挥重要的作用。NEDD8是一种类泛素化小分子,它与底物蛋白的共价偶联被称为Neddylation修饰。NEDD化修饰参与调控细胞周期、发育和免疫应答等许多重要的生命活动。但是与大量的泛素化研究相比,Neddylation修饰的生理功能,特别是在DNA损伤修复中的作用尚不明确。该研究组2014年3月19日发表在《Journal of Cell Science》的论文表明,组蛋白H2A存在NEDDylation修饰并阐明了其分子机制,揭示了组蛋白H2A的NEDDylation修饰和泛素化修饰之间的拮抗关系,并阐明了NEDDylation修饰调控DNA损伤修复的分子机理。

这两篇文章为H2A泛素化和类泛素化调控机制的研究提供了一个新的视角。

两篇论文的第一作者分别为郑晓峰研究组的博士研究生胡斌和李亭亭,郑晓峰教授为通讯作者。研究课题得到了国家重大科学研究计划、国家自然科学基金、蛋白质与植物基因研究国家重点实验室以及生命科学学院的支持。(生物谷Bioon.com)

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