清华大学陈柱成课题组Nature发表结构生物学重要研究成果

ISWI是一些染色质重塑复合体的催化亚基，这些复合物沿着基因组DNA移动核小体，协助复制前进、转录抑制、异染色质形成和其他细胞核过程。清华大学陈柱成（Zhucheng Chen）教授的团队对此进行了深入研究。他们十二月六日在Nature杂志上发表文章，揭示了染色质重塑蛋白ISWI的结构和调控机制。

　　

生物通报道：染色质重塑蛋白ISWI与Snf2、Chd1、Ino80同属于SWI2/SNF2 家族。ISWI是一些染色质重塑复合体的催化亚基，这些复合物沿着基因组DNA移动核小体，协助复制前进、转录抑制、异染色质形成和其他细胞核过程。

ISWI的ATPase马达是一个自主的重塑机器，其C端HSS结构域负责结合核小体外的linker DNA。ISWI催化核心的活性受到AutoN和NegC结构域的抑制，而H4尾巴和核小体外DNA对此起反作用，以确保适当的染色质景观。目前人们还不清楚AutoN和NegC是如何抑制和调控ISWI的。

清华大学陈柱成（Zhucheng Chen）教授的团队对此进行了深入研究。他们十二月六日在Nature杂志上发表文章，揭示了染色质重塑蛋白ISWI的结构和调控机制。陈柱成教授曾师从著名结构生物学家尼古拉－帕夫拉提奇，研究DNA损失修复以及DNA同源重组的分子机理。2011年回国参加工作，2012年入选中共中央组织部“****”青年组。当前的主要研究方向包括微丝的动态调控机制，及染色质重组复合物结构与功能。

研究人员获得了嗜热酵母（Myceliophthora thermophila）ISWI及其与组蛋白H4形成复合体时的晶体结构。研究显示，N端AutoN结构域含有两个抑制性元件，它们共同结合core2结构域，使酶保持在失活构象。H4与core2结构域的结合位点与其中一个AutoN结合位点一致，这解释了H4激活ISWI的机制。C端NegC结构域参与了core2结构域的结合，作为ISWI的变构元件对核小体外DNA长度进行应答。

近年来，陈柱成教授陆续发表了多项结构生物学研究成果。前不久，他领导研究团队首次获得了细胞核肌动蛋白N-actin复合体的晶体结构，为人们揭示了N-actin的主要结构特征。这项研究于七月二十五日发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志上。（更多详细信息参见：清华青年****学者再发新成果）

陈柱成教授的研究团队此前还在Nature Structural & Molecular Biology杂志上发表文章，揭示了染色质重塑蛋白Swi2/Snf2在静息状态下的晶体结构。这个家族的蛋白通过移动、去除和重建核小体，在真核细胞中调控大量的核酸事务。（更多详细信息参见：清华大学Nature子刊发表重要研究成果）

去年八月，陈柱成教授与俞立教授等人合作证实，CapZ通过促进隔离膜（isolation membrane）内的肌动蛋白组装调控自噬体膜的形成。自噬是一个相当保守的细胞过程。自噬可以清除蛋白质积聚物、受损线粒体以及外来病原体，平衡细胞生长和发育过程中的物质合成与分解。自噬与多种生理过程和人类疾病有关，是生物医学研究领域的一大热点。（更多详细信息参见：清华大学Nature子刊发表自噬新文章）

作者简介：

陈柱成 博士 教授，博导，****

学习和工作经历：1998 南开大学 化学系 学士；2009康奈尔大学（Cornell University) 生物化学与结构生物学 博士；2008-2011 西南医学中心(HHMI/UT Southwestern Medical Center) 博士后；2011- 清华大学教授。主要科研领域与方向：细胞骨架体系不仅推动细胞分裂、细胞迁移等多种细胞运动，而且在细胞核中调控着基因的表达以及染色体的组织。我的实验室主要使用结构生物学等方法研究：1）原核和真核细胞骨架蛋白的结构与动态行为的调控机理 2）核骨架蛋白的结构以及在染色质重塑中的作用 3）胞质分裂中的生物大分子机器的运转机理。

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：Structure and regulation of the chromatin remodeller ISWI