圖例：CENP-A Ser68的可逆磷酸化調(diào)控HJURP介導的CENP-A裝配機制

DevelopmentalCell期刊于12月31日在線發(fā)表了中國科學院生物物理研究所李國紅課題組研究著絲粒區(qū)域染色質(zhì)特有的細胞周期依賴性裝配機制的最新成果，為長期困擾著絲粒生物學領域的CENP-A裝配機制問題提供了答案。

著絲粒是一段結(jié)構(gòu)與功能高度特化的染色質(zhì)區(qū)域，在細胞分裂期指導動粒的組裝，并在紡錘絲的牽拉下實現(xiàn)姐妹染色單體的分離并向細胞兩極移動。CENP-A，作為著絲粒區(qū)域染色質(zhì)的標識分子，是組蛋白H3的變體，可以特異替換著絲粒區(qū)域核小體中核心組蛋白H3。CENP-A在著絲粒區(qū)域的正確裝配對于染色體與基因組的穩(wěn)定性具有重要的意義。包括組蛋白H3在內(nèi)的常規(guī)組蛋白的表達與裝配在時間上趨于一致，通常發(fā)生于細胞周期的S期。隨著子代DNA的合成，新生成的常規(guī)組蛋白隨即裝配入新生DNA分子，將子代DNA及時地包裝成染色質(zhì)。而CENP-A具有與常規(guī)組蛋白截然不同的表達與裝配模式，它主要在G2-M期表達，在G1期早期完成著絲粒區(qū)域的裝配。CENP-A蛋白的表達與其在著絲粒區(qū)域染色質(zhì)的裝配這兩個過程相互分離又緊密結(jié)合，實現(xiàn)這種特殊調(diào)控的內(nèi)在機制成為該領域中一個至關重要的科學問題。

李國紅課題組與許瑞明課題組在該領域研究中進行了多年的密切合作，為解決著絲粒生物學領域的這一關鍵問題做出了一系列具有重要影響力的工作。早在許瑞明課題組與李國紅課題組合作解析了人源CENP-A裝配前復合物即CENP-A與其裝配因子HJURP復合物的晶體結(jié)構(gòu),揭示CENP-A分子上的Ser68殘基為HJURP識別的關鍵位點（Huetal.,GenesandDevelopment,2011）。在此基礎上，兩個課題組進一步合作，通過一系列生物化學與細胞生物學實驗分析，詳細地闡述了CENP-A分子上的Ser68可以通過可逆磷酸化修飾來調(diào)控HJURP識別與結(jié)合的能力。在G2/M期CENP-A蛋白表達后會被Cdk1/CyclinB激酶復合物催化發(fā)生Ser68的磷酸化，因此M期CENP-A分子雖然存在，但由于Ser68磷酸化的CENP-A不能被HJURP識別，使得CENP-A不會在M期發(fā)生過早的裝配。在M期末期，由于Cdk1/CyclinB活性降低，Ser68的磷酸化修飾則被PP1α催化發(fā)生去磷酸化，使HJURP可以在這個階段識別CENP-A并將CENP-A裝配入著絲粒區(qū)域，從而完成了著絲粒區(qū)域染色質(zhì)在子代細胞中的精確維持。

該研究工作由李國紅課題組的于宙亮與周翔共同完成。同時，該研究工作還得到了生物物理所婁繼忠、歐光朔（清華大學）、袁增強等課題組以及武漢大學的張曉東、華東師范大學的翁杰敏、北京蛋白組學研究中心的徐平和美國貝勒醫(yī)學院的ShuoDong等課題組的幫助和支持。該項目得到了科技部、自然科學基金委和中科院的基金支持。

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