Nature新技术：周明明教授开发基因沉默新技术

　　

美国西奈山大学的研究者近期开发一种新型的基因沉默技术，这一新技术可用于沉默导致疾病的致病基因。这一技术可用于疾病预防领域，使用基因沉默技术阻止功能异常的基因进表达。这一具有划时代意义的研究由周明明教授领导，周明明教授，美国西奈山大学生物化学和结构化学系主任。这一重要结果将发表在9月的Nature子刊《Nature Cell Biology》上，今天在Nature网站上可获得该文章的摘要介绍。

 

周博士说，基因沉默技术的优势在于，只要清楚致病基因就可应用沉默技术将致病基因沉默掉，比如说，沉默HIV/AIDS、癌症、炎症和其他重要的神经性疾病的致病基因。我们一旦掌握这种技术，就可以通过基因沉默从源头根治某些疾病，这对诸多患者来说无疑是具有重大意义的。

 

在这项研究中，周教授为主要负责人，其中还有西奈山医学院生物化学与化学结构系助理教授Shiraz Mujtaba和其他同事发现草履虫小球藻病毒可利用病毒自身的蛋白修改宿主DNA染色质包装过程，并影响宿主转录机制以达到自我复制的目的。基于这一发现，周博士和同事设想，利用病毒这一特性可开发一种新的基因沉默技术，可从转录水平控制目的基因的表达情况，这些目的基因与疾病的发生有直接的关联，那么该技术就可以用于疾病的治疗。

 

周博士在研究中发现，草履虫小球藻病毒1（Paramecium bursaria chlorella virus 1 ，PBCV-1）可编码一个功能性SET domain histone Lys methyltransferase，命名为vSET，这一蛋白在病毒进入宿主体内可抑制宿主转录。我们用PBCV-1病毒粒子包装vSET，PBCV-1病毒粒子含有一个核定位信号区，这样就可以通过Lys27上的甲基化组蛋白H3（促进真核细胞基因沉默的促进子）抑制宿主转录。vSET样蛋白具有H3K27甲基化活性，在小球藻病毒里相当保守。我们利用这一病毒抑制基因转录的机制，将PBCV-1vSET系统用于修改宿主染色质。

 

原文摘要：Epigenetic transcriptional repression of cellular genes by a viral SET protein

 

http://www.nature.com/ncb/journal/vaop/ncurrent/abs/ncb1772.html

 

【Abstract】

Viruses recruit host proteins to secure viral genome maintenance and replication. However, whether they modify host histones directly to interfere with chromatin-based transcription is unknown. Here we report that Paramecium bursaria chlorella virus 1 (PBCV-1) encodes a functional SET domain histone Lys methyltransferase (HKMTase) termed vSET, which is linked to rapid inhibition of host transcription after viral infection. We show that vSET is packaged in the PBCV-1 virion, and that it contains a nuclear localization signal and probably represses host transcription by methylating histone H3 at Lys 27 (H3K27), a modification known to trigger gene silencing in eukaryotes. We also show that vSET induces cell accumulation at the G2/M phase by recruiting the Polycomb repressive complex CBX8 to the methylated H3K27 site in a heterologous system. vSET-like proteins that have H3K27 methylation activity are conserved in chlorella viruses. Our findings suggest a viral mechanism to repress gene transcription by direct modification of chromatin by PBCV-1 vSET.

 

周明明教授

PROFESSOR & CHAIR  Structural and Chemical Biology
PROFESSOR  Pharmacology and Systems Therapeutics
PROFESSOR  Oncological Sciences

Ming-Ming Zhou现为美国Mount Sinai School of Medicine生理学与生物物理学系杰出教授，主要从事生物化学和分子生物学的研究，在染色体生物学、细胞信号的传导与转换、具有生物功能的小分子化合物的设计方面取得了一系列成果。

 

（生物通 张欢）