导语
在生命的起点——胚胎发育过程中,细胞拥有一种神奇的能力,能把特定的“沉默”状态传递给后代。这种状态靠的是表观遗传记忆,即染色质中被修饰的组蛋白。然而,当DNA复制时,这些“沉默”修饰会被稀释,使得维持这一沉默的任务变得棘手。H2A蛋白上119位赖氨酸的单泛素化(H2AK119Ub)是其中一项关键的修饰,它依赖于Polycomb抑制复合体1(PRC1)来完成。近期,来自纽约大学的Karim-Jean Armache团队在《Nature》上发表了一篇研究,揭示了这一“读写”机制的分子细节。
文章概述
Karim-Jean Armache等人的研究结合冷冻电镜与生物化学手段,解析了非经典Polycomb抑制复合体(ncPRC1RYBP)如何通过读写机制恢复H2AK119Ub的关键步骤。通过ncPRC1RYBP在H2AK119Ub核小体中的非对称结合,RYBP的锌指域识别新生染色质上的残余H2AK119Ub,RING1B与BMI1则借此定位到未修饰的核小体侧,促进了H2AK119Ub的加成,进一步保障了细胞记忆的稳定传承。
小标题解读
1. 表观遗传记忆的守护者——PRC1复合体
在胚胎发育时,细胞必须“记住”哪些基因需要沉默。这种记忆由PRC1复合体维系,特别是H2AK119Ub的修饰。复合体中的RING1A/B负责编催化反应,而RYBP的存在极大增强了其活性。
2. 冷冻电镜解析读写机制的奥秘
研究团队借助冷冻电镜发现,ncPRC1RYBP通过锌指域识别并结合新生染色质上的残余H2AK119Ub,诱导RING1B/BMI1定位到未修饰的一侧。这个过程像是一本“染色质记忆的读写手册”,帮助细胞在DNA复制后重新书写沉默状态。
3. 细胞记忆的正反馈回路
ncPRC1RYBP的读写机制不仅仅是简单的修复,而是构成了一个正反馈回路。这种机制确保了H2AK119Ub在沉默区域的边界不断传递,使得整个区域的沉默状态得以延续。
总结
Karim-Jean Armache团队的研究揭示了表观遗传记忆传递中ncPRC1RYBP的关键作用,这一发现为理解胚胎发育中的细胞记忆机制提供了重要的线索。