新组蛋白去甲基化酶及其调控机理

继4个月前生化与细胞所陈德桂研究组与景乃禾研究组合作发表一个新的组蛋白去甲基化酶KIAA1718（KDM7A）的发现及其在胚胎干细胞神经分化过程中的功能，及两周前陈德桂研究组基因敲除与转基因小鼠平台合作发表另一个新的组蛋白去甲基化酶PHF8  （KDM7B）的发现及其调控rRNA转录的研究后，陈德桂研究组和复旦大学生物医学研究院徐彦辉研究组合作进一步用线虫蛋白质研究KDM7的作用机制，并用6种共结晶结构解释其作用机制，该两项研究在Cell  Research上刚刚发表。

与哺乳动物一样，线虫ceKDM7A也含有一个JmjC结构域和PHD结构域，体外酶活实验发现在不需要PHD结构域情况下JmjC结构域具有去除H3K9和H3K27二甲基的双活性组蛋白去甲基化酶，但在细胞内却需要PHD结构域。PHD结构域结合H3K4*基，而且只有通过结合H3K4*基，该酶在细胞内才可以去除H3K9和H3K27二甲基。由于H3K9和H3K27二甲基与转录抑制相关，H3K4*基与转录激活相关，该研究提供了为什么与转录抑制相关的甲基化和与转录激活的甲基化不能在一起的解释。

该研究对组蛋白甲基化等表观遗传机理研究有积极意义。该项工作得到了国家科技部、国家自然科学基金委、中国科学院及上海市科委的经费支持。

同时，他们完成了含有不同组蛋白甲基化修饰肽段的6种共结晶，从结构上解释了该酶催化的特异性和底物识别机理，并发现该酶结合的H3K4*基和催化的H3K9二甲基应存在于不同的组蛋白上。