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JCB:中科院动物所焦建伟研究组发现组蛋白伴侣对脑发育的表观遗传调控新机制

JCB:中科院动物所焦建伟研究组发现组蛋白伴侣对脑发育的表观遗传调控新机制

摘要 : 2017年在5月17日,国际著名细胞生物学期刊杂志《Journal of Cell biology》上在线发表了中国科学院动物研究所焦建伟研究组的一篇研究论文

2017年在5月17日,国际著名细胞生物学期刊杂志《Journal of Cell biology》上在线发表了中国科学院动物研究所焦建伟研究组的一篇研究论文,研究题为Histone chaperone HIRA regulates neural progenitor cell proliferation and neurogenesis via β-catenin。焦建伟研究组的博士研究生李妍昕为论文第一作者。

近年来,越来越多的研究发现,表观遗传调控对于许多生理过程都发挥着非常重要的作用。HIRA作为组蛋白的分子伴侣,在表观调控中具有不可替代的位置,HIRA与原肠胚的发育、受精、神经转录及可塑性都有着非常密切的关系,并且当它被敲除后会出现胚胎致死的现象。但HIRA在脑发育过程中是否发挥作用一直是没有解决的科学问题。

研究通过体内电转及体外转染的手段,观察HIRA敲低后对于神经前体细胞增殖和分化以及细胞形态的影响,发现HIRA在神经前体细胞中表达,且HIRA敲降减少了前体细胞增殖,增加了末端分化以及细胞循环的退出,最终导致了未成熟的神经元的分化。除此之外,研究人员发现HIRA能招募H3K4三甲基转移酶Setd1A,增加了H3K4me3水平,加强了beta-catenin 启动子的活性,从而增加了beta-catenin的表达。重要的是,过表达HIRA,HIRA的N端以及beta-catenin能够回救HIRA敲降造成的神经发生的异常。这些数据表明HIRA与Setd1A协调作用调控了beta-catenin的表达并且调控了神经发生。以上发现建立了“组蛋白密码”识别新机制,拓展了表观遗传修饰的外延,为脑发育以及疾病探索提供了非常新颖的表观遗传调控机理。

<img alt="JCB:中科院动物所焦建伟研究组发现组蛋白伴侣对脑发育的表观遗传调控新机制" "="" src="http://www.bio1000.com/uploads/allimg/170522/1421212b8-0.jpg" style="vertical-align: middle; border: 0px; width: 500px; height: 375px;">
蛋白伴侣对脑发育的表观遗传调控新机制

原文链接:

Histone chaperone HIRA regulates neural progenitor cell proLiferation and neurogenesis via β-catenin

原文摘要:

Histone cell cycle regulator (HIRA) is a histone chaperone and has been identified as an epigenetic regulator. Subsequent studies have provided evidence that HIRA plays key roles in embryonic development, but its function during early neurogenesis remains unknown. Here, we demonstrate that HIRA is enriched in neural progenitor cells, and HIRA knockdown reduces neural progenitor cell proliferation, increases terminal mitosis and cell cycle exit, and ultimately results in premature neuronal differentiation. Additionally, we demonstrate that HIRA enhances β-catenin expression by recruiting H3K4 trimethyltransferase Setd1A, which increases H3K4me3 levels and heightens the promoter activity of β-catenin. Significantly, overexpression of HIRA, HIRA N-terminal domain, or β-catenin can override neurogenesis abnormities caused by HIRA defects. Collectively, these data implicate that HIRA, cooperating with Setd1A, modulates β-catenin expression and then regulates neurogenesis. This finding represents a novel epigenetic mechanism underlying the histone code and has profound and lasting implications for diseases and neurobiology.

DOI:10.1083/jcb.201610014

作者:焦建伟 点击:881


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