李国红/朱明昭课题组成果"揭示人类遗传物质传递的关键步骤"荣获2020年度中国科学十大进展

　　2021年2月27日，科技部基础研究管理中心公布了"2020年度中国科学十大进展"，我所李国红研究组和朱明昭研究组合作完成的"揭示人类遗传物质传递的关键步骤"这一研究成果成功入选。

　　DNA复制是人类遗传物质在细胞之间得以精确传递的基础。在细胞增殖过程中，通过DNA复制，一套亲本遗传物质将产生两套完全一样的子代遗传物质分配到两个子代细胞中。不准确或不完整的DNA复制将会导致子代细胞中的遗传物质突变，并可能诱发癌症。在DNA复制时，首先需要在基因组上识别开始复制的地方--也就是DNA复制起始位点。DNA复制起始位点的识别条件除了有特定的DNA序列，还要有特异的染色质环境，即表观遗传特征。这些特点使得DNA复制起始位点能够在细胞需要进行增殖时及时、高效地开始DNA复制，保证遗传物质的完整性。但目前，人们对高等生物中识别DNA复制起始位点的具体过程并不清楚，这在一定程度上也阻碍了人们对癌症发生发展机制的理解。在2020年，中国科学院生物物理研究所李国红课题组和朱明昭课题组合作，在《自然》杂志发表了相关论文，揭示了一种精细的DNA复制起始位点的识别调控机制。该研究发现，组蛋白变体H2A.Z能够通过结合组蛋白甲基化转移酶SUV420H1，促进组蛋白H4的第二十位氨基酸发生二甲基化修饰。而带有二甲基化修饰的H2A.Z核小体能进一步招募复制起始位点识别蛋白，从而帮助DNA复制起始位点的识别（图1）。该研究进一步发现，被H2A.Z-SUV420H1-H4K20me2通路调控的复制起始位点具有很强的复制活性，并偏向在复制期早期被激活使用。在癌细胞中破坏该调控机制后，癌细胞的DNA复制和细胞生长都受到了抑制。在T细胞中破坏该调控机制后，T细胞的免疫激活也受到了抑制。综上所述，该研究阐述了一个新颖的由H2A.Z介导的DNA复制表观遗传调控机制，对理解高等生物DNA复制起始位点的识别提供了新的视角。而深入理解DNA复制的调控机制对于理解生长发育和免疫细胞激活等许多生理过程都有重要的意义，同时也为理解癌症发生和癌症治疗提供理论基础。

　　"中国科学十大进展" 遴选活动由科技部基础研究管理中心等部门组织开展，涵盖自然科学所有领域的重要进展，是我国基础研究传播工作的品牌项目。该项活动旨在加强对我国重大基础研究进展的宣传，激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神，促进公众更加理解、关心和支持科学，在全社会营造良好的科学氛围。

图1: H2A.Z 对DNA复制起始位点的调控

（供稿：科学技术处）