HP1BP3：一种受伴侣蛋白调控的新型连接组蛋白变体，解锁染色质结构调控新奥秘

《Epigenetics & Chromatin》：Function of HP1BP3 as a linker histone is regulated by linker histone chaperones, NPM1 and TAF-I

在探究连接组蛋白功能的进程中，研究人员针对 HP1BP3 展开研究。通过多种实验，发现 HP1BP3 可作为连接组蛋白变体，其染色质结合偏好受 NPM1 和 TAF-I 调控。这一成果有助于理解连接组蛋白变体调控染色质结构的机制。

　　在细胞的 “遗传密码工厂” 里，DNA 如同海量的生产图纸，有序地存储在细胞核内。这些 DNA 与组蛋白紧密缠绕，形成染色质，就像将长长的线缠绕在一个个线轴上。其中，连接组蛋白在构建染色质的高级结构中扮演着重要角色，它能将 “线轴” 们有序排列，保证遗传信息稳定且高效地传递。然而，目前对于连接组蛋白的具体作用机制，仍有许多谜团尚未解开。比如，虽然已知连接组蛋白由多个变体组成，但它们各自的功能以及如何协同工作，还不十分清楚。同时，连接组蛋白与其他蛋白的相互作用，以及这些相互作用如何影响染色质的结构和功能，也有待深入研究。

为了揭开这些谜团，来自日本筑波大学、群马大学、北里大学和九州大学的研究人员展开了关于异染色质蛋白 1 结合蛋白 3（HP1BP3）的研究。研究成果发表在《Epigenetics & Chromatin》杂志上。

研究人员采用了多种技术方法来开展此项研究。在结构预测方面，利用 Clastal W 和 AlphaFold 3 预测 HP1BP3 球状结构域的结构；通过蛋白质表达与纯化技术，获取研究所需的蛋白；借助染色质免疫沉淀测序（ChIP-Seq）技术，分析 HP1BP3 在全基因组的定位模式；运用荧光漂白恢复（FRAP）实验，探究 HP1BP3 在细胞内的动态行为。

在研究结果部分，首先对 HP1BP3 的结构进行分析。通过序列比对和结构预测发现，HP1BP3 的三个球状结构域与经典连接组蛋白的中央区域序列相似，且都能折叠成包含三个 α 螺旋和两个 β 折叠的结构，这表明其球状结构域可能作为核小体核心颗粒（NCP）结合域发挥作用。

接着研究 HP1BP3 与 NCP 的结合特性。体外实验显示，HP1BP3 能有效结合 NCP 形成类似染色小体的复合物，且对核小体 DNA 的结合效率高于线性裸 DNA。进一步研究发现，HP1BP3 的三个球状结构域可独立且冗余性地结合 NCP，但在实验条件下，单个 HP1BP3 分子只能识别一个 NCP。

然后探究 HP1BP3 与连接组蛋白伴侣的关系。免疫沉淀和 GST 下拉实验表明，HP1BP3 能与连接组蛋白伴侣 NPM1 和 TAF-Iβ 结合，且结合区域在中央球状结构域和 C 末端无序区域。功能实验显示，NPM1 和 TAF-Iβ 能抑制 HP1BP3 与 NCP 的过度结合，TAF-Iβ 还可抑制 HP1BP3-NCP 复合物的形成或使其解离。FRAP 实验表明，TAF-Iβ 在维持 HP1BP3 的染色质结合 - 解离循环中起重要作用，而 NPM1 对其动力学影响不大。

最后进行 ChIP-Seq 分析。结果显示，HP1BP3 和 H1.2 在全基因组的分布存在微弱但明显的偏好差异，HP1BP3 倾向于结合活性组蛋白标记高水平的区域，H1.2 则偏好结合非活性组蛋白标记高水平的区域。敲低 NPM1 或 TAF-Iβ 后，两者的结合位点偏好发生改变，这表明 NPM1 和 TAF-Iβ 在决定 HP1BP3 和 H1.2 的优先结合位点中起冗余作用。

综合研究结论和讨论部分，该研究首次将全长 HP1BP3 作为连接组蛋白进行分析，证实其可作为连接组蛋白变体发挥作用，且其功能受连接组蛋白伴侣 NPM1 和 TAF-Iβ 的调控。研究揭示了 HP1BP3 和 H1.2 在基因组上的结合位点偏好，并且发现这种偏好可能受连接组蛋白伴侣的调控。这些发现为理解连接组蛋白变体如何调控染色质高级结构提供了新的视角，有助于深入探究基因表达调控的机制，为相关疾病的研究和治疗提供理论基础，在生命科学领域具有重要意义。