复旦上医-徐彦辉:《Nature Communications》发表DNA甲基化调控最新研究

 

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2016年4月5日,国际著名学术期刊《Nature Communications》发表了复旦大学上海医学院徐彦辉课题组研究结果:发现半甲基化DNA打开UHRF1闭合构象,促进了其识别蛋白组。



Working model for hm-DNA-mediated conformational changes of UHRF1, as described in the Discussion. ND, not determined; Sy., syringe.

2016年4月5日,国际著名学术期刊《Nature Communications》(自然通讯)在线发表了复旦大学上海医学院徐彦辉(Yanhui Xu)、杨慧荣(Huirong Yang)和中科院上海有机化学研究所曹春阳(Chunyang Cao)研究团队的最新研究成果:发现半甲基化DNA (由DNA复制后形成)结合表观遗传调控因子UHRF1并引起UHRF1从闭合到开放的构象改变,从而激活UHRF1对组蛋白甲基化修饰的识别,确保 UHRF1能够精确的定位到基因组的特定区域发挥维持DNA甲基化的功能。该研究论文题为“Hemi-methylated DNA opens a closed conformation of UHRF1 to facilitate its histone recognition”,这也是徐彦辉课题组在表观遗传学领域的另一个重要发现。

DNA甲基化和组蛋白修饰是重要的表观遗传学修饰,调控多种重要的生理病理过程。UHRF1是联系DNA甲基化与组蛋白修饰的关键蛋白质,通过识别半甲基 化DNA和组蛋白H3K9me3定位到特定基因组区域,招募维持性DNA甲基化酶DNMT1催化以维持DNA甲基化的稳定。徐彦辉课题组前期曾发现 UHRF1与组蛋白识别的分子基础(Cell Res,2011;JBC,2013),与施扬教授合作,发现URHF1稳定性调控机制(PNAS,2012)。

在前期研究的基础上,研究人员发现,UHRF1的TTD结构域与Spacer序列结合,使UHRF1形成一种闭合构象,导致UHRF1对组蛋白 H3K9me3的结合强度很低,且无法招募DNMT1。UHRF1在结合hm-DNA后可由这种闭合构象转变为开放构象,使其恢复对组蛋白H3K9me3 的识别能力,并可与DNMT1相互作用。由此推断UHRF1对DNMT1的招募也受到自身构象变化的调控。该研究工作拓展了对DNA甲基化与组蛋白修饰之 间相互调节的深入理解,为进一步研究DNA甲基化动态调控奠定了基础。

该项工作由复旦大学上海医学院徐彦辉课题组,中科院上海有机化学研究所曹春阳课题组,华东师范大学翁杰敏课题组合作完成。博士研究生房健、程净东、王娇龙、张桥为本文的共同第一作者。曹春阳、杨慧蓉、徐彦辉为共同通讯作者。


徐彦辉博士,研究员,博士生导师,复旦大学附属肿瘤医院兼职教授。(2008-至今)复旦大学生物医学研究院(IBS) 研究员,(2004.11-2007.12) 在美国普林斯顿大学进修博士后(导师:施一公)。研究方向:课题组利用生化和结构生物学方法研究表观遗传调控及转录相关蛋白质发挥功能的分子机制,并开展靶向药物开发。研究DNA甲基化、肿瘤发生的机制研究等。徐彦辉主持与承担国家“973”计划、国家自然科学基金重点项目、面上项目、“重大新药创制”专项、上海市科委项目等十几项课题。迄今为止,已在国内外学术刊物上发表论文近40篇,包括深受关注并具有较高学术声誉的期刊Nature,Cell,Molecular Cell, Genes & Development, Nature Structural and Molecular Biology, Proceedings of the National Academy of Sciences, Cell research等。

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