科学家揭示脊椎动物中心周异染色质启动的保守机制

中国科学院生物物理研究所朱冰教授7月4日发表在《自然》杂志上的一项研究揭示了脊椎动物中心周围异染色质启动的保守机制

在脊椎动物中，对端粒周围异染色质组装的机制仍知之甚少。为了确定导致中心周异染色质形成的因素，研究人员开发了一种能够识别特定基因组基因座附近蛋白质组的技术，而这些因素在之前基于基因筛选的研究中可能被忽视

该技术基于具有特定靶向能力的CRISPR/Cas9系统和具有接近标记能力的APEX2系统。利用这项技术，他们能够鉴定小鼠胚胎干细胞中中心周围异染色质附近的蛋白质组

研究人员发现锌指蛋白ZNF512和ZNF512B通过与中心周围异染色质DNA的特异性结合而定位在中心周围异色质区域

此外，无论是在外源引入的重复区还是在中心周围的异染色质区，锌指蛋白ZNF512和ZNF512B都可以通过与SUV39H1和SUV39H2的直接相互作用将它们募集到特定的位点，从而产生组蛋白H3K9me3介导的异染色质

他们证明，来自不同物种的ZNF512和ZNF512B可以特异性靶向其他脊椎动物的中心周围异染色质区域。这种能力归因于ZNF512和ZNF512B的锌指之间相同的锌指基序和保守的较长连接体。相同的锌指基序提供了识别重复DNA的能力，而较长的连接体提供了识别非连续DNA序列的灵活性

这项研究揭示了组成型中心周围异染色质的从头建立机制，并解释了为什么脊椎动物中明显不保守的中心周围异色质序列仍然具有相同的组蛋白H3K9me3修饰

此外，具有分裂锌指的锌指蛋白可以识别非连续DNA序列的发现揭示了一种新的DNA识别模式，这对蛋白质DNA识别模式的研究具有重要意义

这些结果可能会发现更多具有这种特征的蛋白质，并启发生物信息学家开发计算DNA结合基序的新算法 More information: Runze Ma et al, Targeting pericentric non-consecutive motifs for heterochromatin initiation, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07640-5

Journal information: Nature