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7月4日，中国科学院生物物理研究所朱冰研究组在《自然》（Nature）上揭晓了题为Targeting pericentric non-consecutive motifs for heterochromatin initiation的研究论文 。该研究展现了脊椎动物中旁着丝粒异染色质的重新建设机制 。
从裂殖酵母到哺乳动物，旁着丝粒异染色质区域的DNA序列的同源性较低，但组卵白H3K9甲基化修饰是旁着丝粒异染色质的主要标记 。然而，在脊椎动物中，旁着丝粒异染色质的重新建设机制尚不清晰 。
此前，由于保存功效冗余的基因，基于遗传筛选的研究忽略了认真旁着丝粒异染色质重新建设的因子 。为了判断这些被忽略的卵白因子，基于具有特异性靶向能力的CRISPR/Cas9系统以及具有相近标记能力的APEX2系统，朱冰研究组开发出能够判断特定基因组位点周围卵白质组的手艺 。这一手艺使科研职员能够在小鼠胚胎干细胞中判断到旁着丝粒异染色质周围的卵白质组 。研究发明，锌指卵白ZNF512和ZNF512B通过与旁着丝粒异染色质DNA的特异性团结而定位于旁着丝粒异染色质区域 。无论是在外源性导入的重复区域照旧在旁着丝粒异染色质区域，锌指卵白ZNF512和ZNF512B均可以通过与SUV39H1和SUV39H2的直接相互作用而将它们招募到特定位点，进而爆发组卵白H3K9me3所介导的异染色质 。
在脊椎动物间，为什么看似不守旧的旁着丝粒异染色质序列上均可以形成相同的组卵白H3K9me3介导的异染色质？研究发明，差别物种的ZNF512和ZNF512B可以特异性地靶向到其他脊椎动物的旁着丝粒异染色质区域 。这种能力归因于锌指卵白ZNF512和ZNF512B相同的锌指指纹以及守旧的锌指之间的较长linker，相同的锌指指纹提供了识别重复DNA的能力，较长的linker提供了识别非一连DNA序列的无邪性 。
只管SUV39H1和SUV39H2被以为具有冗余的活性，但研究发明这两个酶之间保存略微差别的生物化学特征 。SUV39H2因对组卵白H3尾巴体现出更高的偏好性，从而体现出更高效的酶学活性；而SUV39H1因其对HP1卵白具有较高的亲和力，从而体现出较强的基因默然能力 。
在小鼠胚胎干细胞中，锌指卵白ZNF512除了可以定位在富含TTC/GAA序列的旁着丝粒异染色质区域外，同样可以定位在富含TTC/GAA序列的年轻的L1Md-T和L1Md-A的5'UTR上 �；赯NF512 ChIP-seq和H3K9me3 ChIP-seq的生物信息学剖析批注，具有较多TTC/GAA的LINE上团结有更多的ZNF512卵白，具有更高的组卵白H3K9me3修饰；在锌指卵白ZNF512和ZNF512B双敲细胞系中，这些LINE上的组卵白H3K9me3爆发更显着的降低 。
该研究解决了两个恒久保存于异染色质领域的问题，也就是组成型旁着丝粒异染色质的重新建设机制，以及为何在脊椎动物中看似不守旧的旁着丝粒异染色质序列却具有相同的组卵白H3K9me3修饰 。别的，对具有破碎锌指的锌指卵白能够识别非一连DNA序列的研究展现了全新的DNA识别模式，对探讨卵白与DNA间的识别模式具有主要意义 。这些效果可能会引出更多具有此类性子的卵白，并启爆发物信息学家开发新的算法来盘算DNA团结基序 。
研究事情获得国家自然科学基金、国家重点研发妄想、中国科学院相关项目的支持 。
论文链接
组成型异染色质的研究历史
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