J. Cell Sci.解析染色质装配因子的新调控功能

　　

生物通报道：来自中国科学院生物物理研究所的研究人员发现染色质装配因子 1（chromatin assembly factor 1, CAF-1）对异染色质区域的基因表达发挥十分重要的表观遗传调控作用。这一发现为揭示表观遗传的遗传机制提供了线索，这一研究成果公布在细胞生物学研究领域的专业期刊J. Cell Sci.接受发表。

领导这一研究的是中国科学院生物物理研究所焦仁杰研究员，其早年毕业于北京大学生物学系细胞生物学与遗传学专业，2004年受聘于中国科学院生物物理研究所，任研究员，博士生导师。

在真核生物细胞中，DNA与组蛋白一起被组装成染色质结构。正确的染色质结构是保证DNA复制、转录及重组和修复正常进行的基础。组蛋白的修饰、核小体的组织和变位(nucleosome positioning)会改变染色质的高级结构，从而控制基因的表达和沉默。真核生物的染色质由常染色质和异染色质组成，异染色质区域富含一些与转录抑制相关的表观遗传学修饰，这些表观遗传信息的形成、维持和可塑性（plasticity）是当前科学家们十分关注的问题。

最新研究发现，dCAF-1对异染色质区域组蛋白H3K9位点的甲基化水平以及HP1蛋白的募集具有调节作用，从而决定异染色质结构的形成与稳定性的维持，这一发现也为揭示表观遗传的遗传机制提供了线索。

另外焦仁杰研究组近期还与王志珍院士领导的研究小组发现组蛋白去乙酰化酶6（HDAC6）在帕金森氏病疾病发生过程中起关键调节作用，这解答了长期存在争议的关于包涵体的形成机制。

帕金森氏病（Parkinson's Disease, PD）是一种常见于中老年人中发病的神经退行性疾病，它通常与大脑黑质区域多巴胺神经元的功能退化及死亡相关。同时，在PD病人的脑中通常可以发现一些称为路易氏体（Lewy body）的包涵体，这些结构被认为是PD形成的病理学标志。但是对于包涵体的形成与神经元死亡之间的关系以及包涵体的形成机制一直存在争议。

在这篇文章中，研究人员利用果蝇的PD模型进行研究，发现组蛋白去乙酰化酶6（HDAC6）在帕金森氏病疾病发生过程中起关键调节作用。在果蝇PD模型中把HDAC6基因进行缺失突变之后，PD症状包括多巴胺神经元死亡、视网膜退变和运动障碍都显著加重。同时标志性的包涵体由于HDAC6的缺失而显著减少，可溶性的寡聚体却明显增多。

他们的研究结果表明，HDAC6对PD病的发生具有显著的抑制作用，同时揭示了包涵体对PD的保护作用而寡聚体才是真正的致病原因。这一发现为人类PD病的预防和治疗提供了新的潜在靶点。

（生物通：万纹）

作者简介：

焦仁杰研究员
Prof. Renjie Jiao

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电话(Tel)：010-64867568

简历：
1987 毕业于北京大学生物学系细胞生物学与遗传学专业。
1991 获北京大学生物学系细胞生物学专业硕士学位。
1999 获瑞士苏黎世大学分子生物学研究所博士学位。
2004年至今 受聘于中国科学院生物物理研究所，任研究员。博士生导师。

主要研究方向

Epigenetic regulation of chromatin plasticity and genome stability

近期（2006-2007）主要工作和进展
（1）证明WRN是CAF-1行使功能所必须（Oncogene, 2007）。
（2）证明dCAF-1-p180在染色质结构的建立与维持中至关重要（Dev. Biol., 2007）。目前正在研究该基因在表观遗传调控中的分子作用机制，已有一些很有意义的发现；同时我们也正在研究p180与p55的关系。
（3）我们已得到small boy基因的果蝇突变株。该基因的纯合突变果蝇幼虫期致死，同龄幼虫个体比野生形小很多；而杂合突变果蝇寿命减短。目前正在检测它的抗氧化能力变化、细胞生长及其与Insulin等信号通路的关系。
（4）我们已获得果蝇dRecQ4和dRecQ5的突变株。dRecQ4突变株对特异DNA损伤敏感，内复制（Endo-replication）减少，细胞周期发生变化，dRecQ5突变影响DNA双链断裂的修复能力，它可能直接参与同一染色体内同源重组的调控，而对染色体间的同源重组不重要。
（5）合作项目包括：
（a）Bcd调节基因表达的新机制；Branching基因与细胞生长的关系。（合作者：马骏）
（b）dCAF-1等蛋白复合物的结构解析。（合作者：孙飞）
（c）dHDAC6与蛋白清除及Parkinson疾病的关系。我们已获得dHDAC6的LOF及GOS果蝇模型。（合作者：王志珍）
（d）5HTs与Octopamine受体（GPCRs）在睡眠、侵略性及抑郁症等行为方面的功能。为此，我们正在制备6个受体突变株果蝇（已获得两个）。（合作者：饶毅）