周政课题组在组蛋白变体识别的分子机制研究中取得进展

　　2014年3月11日，《Cell Research》杂志在线发表了周政研究组与朱冰研究组的合作研究成果“Anp32e, a higher eukaryotic histone chaperone directs preferential recognition for H2A.Z”。该论文在高等真核生物发现了一种新的组蛋白伴侣Anp32e，与常规核小体H2A相比，组蛋白变体H2A.Z与Anp32e具有更高的结合能力。ChIp-Seq表明Anp32e在去除启动子区域的H2A.Z过程中发挥作用，Anp32e与组蛋白复合物的结构揭示了H2A.Z通过构象改变与其伴侣蛋白进行特异识别的分子机制。 

　　H2A.Z是组蛋白H2A的变体。作为高等真核细胞的必需基因，H2A.Z在真核生物中具有极高的保守性，并在基因转录、DNA损伤修复、基因组稳定性维持等方面具有重要功能。目前已发现多种能与H2A和H2A.Z组蛋白相互作用的组蛋白伴侣，其中绝大部分伴侣蛋白对H2A和H2A.Z具有相似的识别能力，仅在酵母中发现一种称为Chz1的组蛋白伴侣可以优先识别H2A.Z。令人费解的是，尽管H2A.Z与H2A的同源性高达90%，Chz1仍然可以特异性地优先识别H2A.Z，其选择性的分子机制并不清楚。同时，在高等真核生物中，迄今尚未发现任何能够特异性识别H2A.Z的组蛋白伴侣。

　　发表在《Cell Research》的这一工作通过筛选哺乳动物细胞中的H2A.Z特异结合蛋白，发现并鉴定了一种新的组蛋白伴侣Anp32e。与H2A相比，Anp32e对H2A.Z具有更高的选择性，该蛋白能够抑制H2A.Z-H2B与DNA的多聚现象，具有组蛋白伴侣的功能。H2A.Z-H2B-Anp32e的三元复合物结构显示，与Anp32e结合后，H2A.Z序列中C端的aC螺旋发生构象改变并延伸，伸长的aC螺旋与Anp32e之间形成的疏水作用对H2A.Z和Anp32e复合物结构的稳定起到了至关重要的作用。通过对二者的C端一级序列进行对比，作者发现在aC螺旋所在的区域，H2A序列比H2A.Z序列多出一个关键的甘氨酸。实验证明，H2A序列中这个多出的甘氨酸阻碍了H2AaC螺旋的延伸，从而导致Anp32e对H2A.Z具有更高的选择性。随后的ChIp-Seq分析不但表明H2A.Z和Anp32e在全基因组水平上具有高度相关的染色质定位，而且通过比较敲除Anp32e和过表达Anp32e的ChIp-Seq数据，发现Anp32e在去除启动子区域的H2A.Z过程中发挥作用。　　　

　　本研究是周政研究组与朱冰研究组合作成果，该研究在生物物理所和NIBS完成，并得到了国家基金委和科技部的资助。 

　　文章链接：http://www.nature.com/cr/journal/vaop/ncurrent/full/cr201430a.html

（供稿：周政课题组）