蔡勇教授团队揭示小鼠胚胎干细胞分化中基因转录调控新机制

　　

吉林大学生命科学学院蔡勇教授团队与中国科学院生物物理研究所李国红研究员团队合作，利用基因编辑技术结合CUT&Tag-ChIP-Seq等基因组学分析方法，阐释了小鼠胚胎干细胞（mESC）中组蛋白变体H3.3和H2A.Z之间通过协同调节增强子和启动子调控区域的染色质动力学来启始基因转录的作用机制。相关研究结果以“HIRA complex presets transcriptional potential through coordinating depositions of the histone variants H3.3 and H2A.Z on the poised genes in mESCs”为题，2021年12月11日在线发表于Nucleic Acids Research。

该研究提出在mESC中组蛋白变体H3.3的特异性伴侣HIRA复合物不仅负责H3.3在转录区域上的富集，还通过与染色质重塑酶SRCAP复合物偶联促进H2A.Z在启动子上富集的分子机制。研究中利用CUT&Tag和生化检测技术分别揭示了mESC中HIRA复合物和SRCAP复合物之间的基因组共定位和生物分子间的相互作用。进一步，对GST-MNase-seq和ATAC-seq的全基因组分析结果表明HIRA复合物以及H2A.Z有助于在转录起始位点（TSS）周围预设一个稳定且可调节的染色质特征，以建立基因转录应答机制。另外，转录组测序分析、功能富集分析和表型验证均表明HIRA复合物在启动子区域促进形成的染色质特征以及H3.3和H2A.Z的富集赋予该基因转录潜能性，使得mESC在分化过程中对刺激信号能够快速应答。本研究对mESC在分化过程中基因转录调控提出了新的分子机制，同时对其它细胞命运转变过程中可能存在的表观遗传调控机制提供了新的思路。

图1. HIRA复合物在基因激活过程中促进染色质稳定状态的示意图

论文第一完成单位为吉林大学，吉林大学生命科学学院的博生生杨洋和中科院生物物理研究所的张力圩为该论文共同第一作者，吉林大学生命科学学院蔡勇教授和中科院生物物理研究所李国红研究员为该论文的共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金等多个项目的资助。

 

论文链接:https://doi.org/10.1093/nar/gkab1221