三篇Nature同时聚焦甲基化关键蛋白的晶体结构

　　

同一天，《Nature》杂志上发表了三篇文章，都描述了UHRF1蛋白的SRA结构域的晶体结构。来自日本京都大学、美国埃默里大学和加拿大多伦多大学的研究人员不约而同地进行着相同的实验。

表观遗传修饰如CpG二核苷酸的甲基化，对于染色体结构、基因表达和基因组稳定性的调节至关重要。UHRF1是一个核蛋白，它在DNA复制中确保了甲基化模式的准确遗传。

新和成的DNA链是非甲基化的，因此与模板链一起产生了半甲基化的双链。UHRF1通过它的SRA（SET-和RING-相关）结构域，识别这些半甲基化双链。根据模板链的甲基化状态，它在需要甲基化的CpG二核苷酸上募集DNA甲基化转移酶。

三篇文章中的X射线晶体衍射数据显示了UHRF1的自由状态以及与半甲基化DNA结合的状态，暗示UHRF1将未甲基化的CpG二核苷酸转移给Dnmt1。模板链上甲基化的C残基被UHRF1的结合域识别并掌控，导致DNA结合到SRA的凹面。这产生了一个DNA环，让SRA的N端与主要和次要的沟槽相接触。需要修饰的残基随后翻转离开螺旋结构，并呈递给Dnmt1添加甲基。

这个过程对维持正确的表观遗传控制非常重要。DNA甲基化中的错误将导致基因组印记、X染色体失活、胚胎发育或癌变中的问题。

原文链接：
1. Structural basis for recognition of hemi-methylated DNA by the SRA domain of human UHRF1

2. The SRA domain of UHRF1 flips 5-methylcytosine out of the DNA helix

3. Recognition of hemi-methylated DNA by the SRA protein UHRF1 by a base-flipping mechanism

想要了解蛋白结晶的全过程，请看生物通的详细解析。

（生物通 余亮）