中国科学家5月参与发表多篇Nature文章

　　

生物通报道：5月中国学者参与的多项研究在Nature杂志及其重要子刊上发表，其中包括首次揭示人类胚胎ZGA前存在广泛的染色质开放区域，KLHL22 E3泛素连接酶对氨基酸依赖的mTORC1调控具有重要作用，以及一种全新的、不同于经典的新泛素化机理。

以小鼠为模式生物的研究表明：胚胎染色体的重编程过程中，来源父本、母本染色体的开放状态、高级结构以及其携带的表观遗传信息都发生了剧烈的改变。这些改变能够帮助介导胚胎基因组转录的启动，重塑崭新的全能性胚胎，并为后期胚胎发育和细胞分化奠定基础。

之前的研究发现，基因转录的关键调控元件通常坐落在染色质开放区域。这些调控元件与细胞特异的转录因子共同调控了细胞命运决定和个体的发育。

郑州大学，清华大学的研究队发现，在人类胚胎合子基因组激活（ZGA）前的合子、2Cell、4Cell均发现有大量的染色质开放区域，研究人员首先鉴定出了胚胎发育过程中可能的重要转录因子，通过进一步抑制胚胎基因组激活研究发现：早期染色质开放区域用依赖ZGA，并人类和小鼠存在于胚胎发育中有着保守的染色质开放变化规律。

研究人员提出，这种早期胚胎基因组激活前特有的开放染色质区域可能作为一种特殊的染色质海湾 (“chromatin harbor”)可以暂时储存转录因子，一旦胚胎基因座激活时，这些位点被关闭，转录因子可以释放至启动子区参与基因组激活。这种在人类和小鼠胚胎发育中保守的染色质变化规律可能对于早期胚胎的基因组沉默以及随后的合子基因组激活具有重要作用。

另外，研究人员还研究了两种人体胚胎干细胞(naïve hESC和primed hESC)的染色质开放性，并发现naïve人体胚胎干细胞更接近于人体早期胚胎的内细胞团（Inner Cell Mass）。这项工作对于研究人类体内和体外多能性细胞具有重要的参考价值，为干细胞临床应用提供理论依据。至此团队研究揭示了人类早期胚胎发育过程中染色质的重编程规律，加深了理解胚胎发育过程中染色质状态和基因表达调控机制。

北京大学-清华大学生命科学联合中心、北京大学分子医学研究所的刘颖研究员领导的研究组报道KLHL22 E3泛素连接酶对氨基酸依赖的mTORC1调控具有重要作用。同时报道KLHL22能够影响乳腺癌发生和机体衰老进程。该研究具有潜在的临床应用价值，KLHL22可能成为乳腺癌治疗和干预机体衰老的新靶点。

研究人员发现KLHL22在细胞内氨基酸充足时离开细胞核并富集到溶酶体上，泛素化修饰mTORC1的抑制蛋白DEPDC5并促使其降解，从而活化mTORC1。

论文同时报道了KLHL22的重要生理作用：抑制KLHL22可以在秀丽线虫模型中促进寿命延长；33例乳腺癌病人样品中KLHL22均高表达，敲除乳腺癌细胞的KLHL22可抑制裸鼠移植瘤的发生。

来自北京化工大学生命学院的研究人员发表了题为“Structural basis of ubiquitin modification by the Legionella effector SdeA”的文章，报道了嗜肺军团菌内一种新型的泛素修饰与连接酶——SdeA及其与泛素复合物的晶体结构，揭示了其修饰泛素及催化新型泛素化过程的工作机理。

这一研究成果公布在5月24日的Nature杂志上，北京化工大学为第一单位，通讯作者为高精尖创新中心客座研究员、北京化工大学生命学院冯越教授，第一作者为董亚南、穆雅娟、解永超和张玉鹏。清华大学、北京大学和北京生命科学研究所也参与了这项研究。

冯越研究组解析了SdeA及其与泛素复合物的三维结构，揭示了SdeA活性中心的组成，阐明了其识别泛素的机理，并提出了SdeA修饰泛素过程中泛素的构象变化假设。

该研究的创新性和科学意义在于：一方面，SdeA是目前为止世界上首个鉴定出的新型泛素连接酶，其与泛素复合物结构的解析揭示了一种全新的泛素化的结构机理。

由于哺乳动物也含有类似结构，同时其他细菌可能也具有类似的、尚未发现的泛素化系统，所以在未来，该研究将帮助鉴定出其它新型泛素化系统，从而丰富我们对细胞生命过程的认知；另一方面，SdeA的结构解析也为设计针对该家族蛋白的小分子抑制剂，作为治疗军团菌肺炎的潜在抗生素奠定了重要基础。

（生物通）