Cell：华人学者揭示组蛋白调节转录模式

　　

生物通报道：组蛋白是将DNA折叠形成染色质的关键蛋白。近年修饰后的组蛋白对基因表达的调控作用可以说是研究的热门领域之一，对于组蛋白究竟是如何对转录进行调控的人们了解的并不多。最近由来自犹他州大学医学系的研究人员通过对全基因组酵母中的Htz1蛋白研究发现组蛋白很有可能是通过从特定类型的启动子上脱离下来，而激活了转录作用的。文章发表在10月21日的Cell上，文章的第一作者为华人科学家张海英。

组蛋白是真核生物染色体的基本结构蛋白, 是一类小分子碱性蛋白质, 有五种类型：H1 、H2A 、H2B 、H3 、H4，它们富含带正电荷的碱性氨基酸, 能够同DNA中带负电荷的磷酸基团相互作用。 张海英博士向生物通记者介绍到：“在酵母中有两种形式的H2A，主要的形式为正规的H2A；另一种就是Htz1，这种H2A的变异体的表达量大概是主要形式H2A的5－10％。”

5种组蛋白在功能上分为两组：一组是核小体组蛋白(nucleosomal histone), 包括H2A、H2B、H3和H4, 这四种组蛋白相对分子质量较小(102～135个氨基酸残基), 它们的作用是将DNA分子盘绕成核小体。它们没有种属及组织特异性, 在进化上十分保守, 特别是H3和H4是所有已知蛋白质中最为保守的。H1属于另一组组蛋白, 它不参加核小体的组建, 在构成核小体时起连接作用, 并赋予染色质以极性。H1有一定的组织和种属特异性。H1的相对分子质量较大, 有215个氨基酸残基, 在进化上也较不保守。

张海英利用染色质免疫沉淀技术（chromatin immunoprecipitation assay, ChIP）*对酵母基因组范围内的Htz1的定位与动力学（dynamics）进行研究。研究发现，Htz1与上百种抑制/基础Ⅱ类聚合酶启动子相结合，并且倾向与和叫少TATA序列的启动子结合。

*生物通注：染色质免疫沉淀技术是目前唯一研究体内DNA与蛋白质相互作用的方法。对其作用原理可见安捷伦推出分析基因调控的芯片平台（图）。

Htz1常常与SWR1复合物同时结合在特定的启动子上，同时Htz1缠绕DNA形成核小体也存在着特定的修饰作用，这需要Gcn5（一种组蛋白乙酰化转移酶）和Bdf1（SWR1复合物中的一个亚基，负责结合乙酰化后的组蛋白）的作用。

当酵母的生长环境发生改变的时候就会对Htz1分布的位置发生惊人的改变，这种改变最终导致了抑制/基础启动子被激活。Htz1可以促进基因的激活，但是却不会对原有的抑制作用产生影响。重要的是，Htz1可以在体外纯化后的染色质中被释放，而同时H2A和H3仍结合在DNA上。因此，研究人员推论结合了Htz1的核小体使抑制/基础启动子位点无法暴露出来，当其从DNA上脱落后促进了转录的激活。其作用模式见下图。（生物通记者 谢菲）

了解正常细胞中的基因是如何被激活或抑制的过程可以帮助我们对癌症细胞中这个调节过程是如何发生错误的有深入的了解。新发现的Htz1对基因表达调节的模式可以帮助我们对细胞调节基因表达的基础机制有更深入的了解，这样可以帮助设计更加有目的性的癌症治疗方法（生物通记者 谢菲）。

作者介绍：
张海英

1998年于北京大学获得学士学位，目前在美国犹他州大学进行研究工作，其研究的方向是：了解Htz1在转录调节中的功能。在酵母受到环境变化时，Htz1的动力学变化，Htz1与DNA形成核小体的机制与其核其它染色质因子作用的方式。

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