近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)與醫學(xué)部和第一附屬醫院的馮雪竹、光壽紅教授課題組和周穎教授團隊合作在《自然·通訊》（Nature Communications)上發(fā)表了題為“Systematic characterization of chromodomain proteins revealsan H3K9me1/2 reader regulating aging inC. elegans”的文章。該研究以模式生物秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)為模型，對Chromo結構域蛋白進(jìn)行了系統性的功能組學(xué)研究，并發(fā)現了一個(gè)新的調控壽命的H3K9me1/2閱讀器CEC-5。
Chromo結構域蛋白是一類(lèi)在真核生物中高度保守的組蛋白甲基化閱讀器。以往的研究表明，Chromo結構域蛋白能通過(guò)特異性識別和結合組蛋白修飾，來(lái)調控基因組穩定性、基因表達沉默和染色質(zhì)空間結構等生物學(xué)過(guò)程，在基因表達、遺傳、發(fā)育、疾病和衰老中發(fā)揮了重要的作用。然而，大多數Chromo結構域蛋白的功能與調控機制仍不清楚。
研究人員應用CRISPR/Cas-9基因編輯、染色質(zhì)免疫共沉淀測序、熒光成像等研究手段，系統性注釋了秀麗線(xiàn)蟲(chóng)Chromo結構域蛋白的表達譜和染色質(zhì)結合譜。隨后，研究人員使用Chromo結構域蛋白的亞細胞定位作為報告體系，通過(guò)遺傳篩選和體外實(shí)驗鑒定了一個(gè)H3K9me1/2閱讀器CEC-5，并發(fā)現了CEC-5中一個(gè)在人類(lèi)與秀麗線(xiàn)蟲(chóng)間保守的氨基酸位點(diǎn)，該氨基酸位點(diǎn)不但對CEC-5識別、結合異染色質(zhì)至關(guān)重要，而且參與了秀麗線(xiàn)蟲(chóng)的壽命調控。有意思的是，課題組在2022年（Elife 2022）對一系列可能的組蛋白甲基轉移酶(SET)突變體線(xiàn)蟲(chóng)進(jìn)行了壽命分析，并發(fā)現了一類(lèi)與H3K9甲基化修飾相關(guān)的set基因，其缺失可以顯著(zhù)延長(cháng)daf-2突變體線(xiàn)蟲(chóng)的壽命，并增強其抗壓力應激能力。H3K9me1/2閱讀器CEC-5的發(fā)現為未來(lái)Chromo結構域蛋白的研究奠定了基礎，也為進(jìn)一步探索異染色質(zhì)與壽命的關(guān)系提供了新的思路。
本文的第一作者為博士研究生侯新豪、徐明靜和副研究員朱成明。馮雪竹研究員、光壽紅教授和周穎教授為本文的共同通訊作者。臧建業(yè)教授和Bj?rn Nashan教授對課題給予了大力支持和悉心指導。該研究得到科技部、基金委、中科院和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的大力支持。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-36898-y
（生命科學(xué)與醫學(xué)部、科研部）
