海外华人张治国《Science》文章:发现新组蛋白乙酰转移酶

【字体: 时间:2007年02月05日 来源:生物通

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  生物通报道:Mayo临床医学院生化和分子生物学部的张治国(Zhiguo Zhang,音译)、韩钧红(Junhong Han,音译)等与加州大学河畔分校以及纽约大学医学院的研究人员合作,发现Ty1转座基因(transposition gene)的蛋白产物109(Rtt109)是种特殊的组蛋白乙酰转移酶。文章刊登于2月2日《Science》。

  

生物通报道:细胞分裂S期,组蛋白H3上第56位赖氨酸(H3-K56)发生乙酰化。H3-K56乙酰化作用重大,失败会导致细胞对引发DNA损伤的条件非常敏感。尽管如此,但科学家一直没有找到组蛋白乙酰转移酶(histone acetyltransferase ,HAT)催化球形H3-K56乙酰化的科学证据。

Mayo临床医学院生化和分子生物学部的张治国(Zhiguo Zhang,音译)、韩钧红(Junhong Han,音译)等与加州大学河畔分校以及纽约大学医学院的研究人员合作,发现Ty1转座基因(transposition gene)的蛋白产物109(Rtt109)是种特殊的组蛋白乙酰转移酶。文章刊登于2月2日《Science》。

缺乏Rtt109或者rtt109上保守的天门冬氨酸残基发生突变,细胞的H3-K56乙酰化能力丧失,并且对遗传毒物(genotoxic agents)的敏感性增强,自发的染色体断裂几率上升。因此研究人员认为,Rtt109虽然与其它任何已知的乙酰转移酶没有同源序列,但是一种乙酰化H3-K56的特异乙酰转移酶。(生物通记者 小粥)

张治国博士简介:


本科(B.S.):应用化学专业
国防科技大学(National University of Defense Technology)
硕士(M.S.):应用化学
中国科学院大连化学物理研究所(Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences)
博士(Ph.D.):生物化学
犹他州立大学(University of Utah)
博士后研究方向:啤酒酵母(S. cerevisiae)的表观遗传学(epigenetic inheritance)
冷泉港实验室Bruce Stillman实验室


Zhou H, Madden BJ, Muddiman DC, Zhang ZG. Chromatin assembly factor 1 interacts with histone H3 methylated at lysine 79 in the processes of epigenetic silencing and DNA repair. Biochemistry 2006 Mar 7; 45(9):2852-61.
Huang SB, Zhou H, Katzmann D, Hochstrasser M, Atanasova E, Zhang ZG. Rtt106p is a histone chaperone involved in heterochromatin-mediated silencing. Proc Natl Acad Sci U S A 2005 Sep 20; 102(38):13410-5.
Zhang Z, Hayashi MK, Merkel O, Stillman B, Xu RM. Structure and function of the BAH-containing domain of Orc1p in epigenetic silencing. EMBO J 2002 Sep 2; 21(17):4600-11.
Zhang Z, Shibahara K, Stillman B. PCNA connects DNA replication to epigenetic inheritance in yeast. Nature 2000 Nov 9; 408(6809):221-5.
Zhang Z, Krutchinsky A, Endicott S, Realini C, Rechsteiner M, Standing KG. Proteasome activator 11S REG or PA28: recombinant REG alpha/REG beta hetero-oligomers are heptamers. Biochemistry 1999 Apr 27; 38(17):5651-8.
Zhang Z, Clawson A, Rechsteiner M. The proteasome activator 11 S regulator or PA28. Contribution By both alpha and beta subunits to proteasome activation. J Biol Chem 1998 Nov 13; 273(46):30660-8.
Zhang Z, Realini C, Clawson A, Endicott S, Rechsteiner M. Proteasome activation by REG molecules lacking homolog-specific inserts. J Biol Chem 1998 Apr 17; 273(16):9501-9.
Zhang Z, Clawson A, Realini C, Jensen CC, Knowlton JR, Hill CP, Rechsteiner M. Identification of an activation region in the proteasome activator REGalpha. Proc Natl Acad Sci U S A 1998 Mar 17; 95(6):2807-11.
Knowlton JR, Johnston SC, Whitby FG, Realini C, Zhang Z, Rechsteiner M, Hill CP. Structure of the proteasome activator REGalpha (PA28alpha). Nature 1997 Dec 11; 390(6660):639-43.
Realini C, Jensen CC, Zhang Z, Johnston SC, Knowlton JR, Hill CP, Rechsteiner M. Characterization of recombinant REGalpha, REGbeta, and REGgamma proteasome activators. J Biol Chem 1997 Oct 10; 272(41):25483-92.


当前研究工作:
表观遗传(epigenetic inheritance),染色体范围的可遗传的转录抑制(repression of transcription),在调节基因表达中扮演重要角色,维持基因组的稳定性和细胞的发育命运。错误的沉默(silencing),如DNA启动区(promoter regions)的异常甲基化(hyper-methylation)引起的肿瘤抑制基因失活,直接导致癌症。张博士等关注细胞分裂S期时的表观遗传现象。

DNA复制相关的染色体组装(chromatin assembly )过程中,新合成的H3和H4被组氨酸分子伴侣如染色体组装因子1(chromatin assembly factor 1 ,CAF-1)、ASF-1和其它一些PCNA依赖过程的未知因子沉积下来。沉积下来的组蛋白H2A和H2B形成核小体。PCNA 在DNA修复和复制过程中发挥重要作用。PCNA与DNM(维持正常细胞和癌细胞DNA甲基化形式所必需的一种DNA胞嘧啶甲基转移酶)相互作用。

张博士通过两种途径研究表观遗传学。首先,他们以啤酒酵母作为研究模型,研究表观遗传中DNA复制蛋白,鉴别出三个与沉默有关的基因,并将其中之一的蛋白产物命名为(EPA1),发现EPA1是一种调节沉默的新的组蛋白分子伴侣。张博士还鉴别出染色体修复过程中的15中新的修复者,但仍未探明其功能。其次,张博士准备将酵母中取得的结果应用在哺乳动物细胞中,研究表观遗传学及其引发的癌症。他们观察DNMT1被募集到修复位点以及组蛋白修饰酶复制组蛋白密码的机制,希望设计出能够激活癌细胞中被沉默的抑癌基因的治疗剂。(生物通记者 小粥)

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