7月4日，中國科學(xué)院生物物理研究所朱兵教授在《自然》雜志上發(fā)表研究成果，揭示了脊椎動物著絲粒周圍異染色質(zhì)起始的保守機(jī)制。
在脊椎動物中，著絲粒周圍異染色質(zhì)的組裝機(jī)制仍不太清楚。為了確定導(dǎo)致著絲粒周圍異染色質(zhì)形成的因素(這些因素可能在以前的基于基因篩選的研究中被忽視)，研究人員開發(fā)了一種能夠識別特定基因組位點(diǎn)附近蛋白質(zhì)組的技術(shù)。
該技術(shù)基于具有特異性靶向功能的CRISPR/Cas9系統(tǒng)和具有鄰近標(biāo)記功能的APEX2系統(tǒng)，利用該技術(shù)他們能夠識別小鼠胚胎干細(xì)胞中著絲粒周圍異染色質(zhì)附近的蛋白質(zhì)組。
研究人員發(fā)現(xiàn)，鋅指蛋白ZNF512和ZNF512B通過與著絲粒周圍異染色質(zhì)DNA特異性結(jié)合而定位于著絲粒周圍異染色質(zhì)區(qū)域。
此外，無論是在外源引入的重復(fù)區(qū)域還是在著絲粒周圍的異染色質(zhì)區(qū)域，鋅指蛋白ZNF512和ZNF512B都可以通過與SUV39H1和SUV39H2直接相互作用將它們募集到特定位點(diǎn)，從而形成組蛋白H3K9me3介導(dǎo)的異染色質(zhì)。
他們證明，來自不同物種的ZNF512和ZNF512B可以特異性地靶向其他脊椎動物的著絲粒周圍異染色質(zhì)區(qū)域。這種能力歸因于ZNF512和ZNF512B鋅指之間相同的鋅指基序和保守的較長接頭。相同的鋅指基序提供了識別重復(fù)DNA的能力，而較長的接頭提供了識別非連續(xù)DNA序列的靈活性。
該研究揭示了組成型著絲粒異染色質(zhì)的從頭建立機(jī)制，并解釋了為什么脊椎動物中看似不保守的著絲粒異染色質(zhì)序列仍然具有相同的組蛋白H3K9me3修飾。
此外，具有分裂鋅指的鋅指蛋白可以識別非連續(xù)的DNA序列的發(fā)現(xiàn)揭示了一種新穎的DNA識別模式，這對于蛋白質(zhì)-DNA識別模式的研究具有重要意義。
該結(jié)果可能導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)更多具有此類特性的蛋白質(zhì)，并啟發(fā)生物信息學(xué)家開發(fā)計(jì)算DNA結(jié)合基序的新算法。
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