科學(xué)家揭示脊椎動(dòng)物著絲粒周?chē)惾旧|(zhì)起始的保守機(jī)制

7月4日，中國(guó)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(dòng)物著絲粒周?chē)惾旧|(zhì)起始的保守機(jī)制。

在脊椎動(dòng)物中，著絲粒周?chē)惾旧|(zhì)的組裝機(jī)制仍不太清楚。為了確定導(dǎo)致著絲粒周?chē)惾旧|(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(kāi)發(fā)了一種能夠識(shí)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(shí)別小鼠胚胎干細(xì)胞中著絲粒周?chē)惾旧|(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(guò)與著絲粒周?chē)惾旧|(zhì)DNA特異性結(jié)合而定位于著絲粒周?chē)惾旧|(zhì)區(qū)域。

此外，無(wú)論是在外源引入的重復(fù)區(qū)域還是在著絲粒周?chē)漠惾旧|(zhì)區(qū)域，鋅指蛋白ZNF512和ZNF512B都可以通過(guò)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(lái)自不同物種的ZNF512和ZNF512B可以特異性地靶向其他脊椎動(dòng)物的著絲粒周?chē)惾旧|(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(zhǎng)接頭。相同的鋅指基序提供了識(shí)別重復(fù)DNA的能力，而較長(zhǎng)的接頭提供了識(shí)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(dòng)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(shí)別非連續(xù)的DNA序列的發(fā)現(xiàn)揭示了一種新穎的DNA識(shí)別模式，這對(duì)于蛋白質(zhì)-DNA識(shí)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(lèi)特性的蛋白質(zhì)，并啟發(fā)生物信息學(xué)家開(kāi)發(fā)計(jì)算DNA結(jié)合基序的新算法。

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