近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部和第一附屬醫(yī)院的馮雪竹、光壽紅教授課題組和周穎教授團(tuán)隊(duì)合作在《自然·通訊》（Nature Communications)上發(fā)表了題為“Systematic characterization of chromodomain proteins revealsan H3K9me1/2 reader regulating aging inC. elegans”的文章。該研究以模式生物秀麗隱桿線蟲為模型，對(duì)Chromo結(jié)構(gòu)域蛋白進(jìn)行了系統(tǒng)性的功能組學(xué)研究，并發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的調(diào)控壽命的H3K9me1/2閱讀器CEC-5。

Chromo結(jié)構(gòu)域蛋白是一類在真核生物中高度保守的組蛋白甲基化閱讀器。以往的研究表明，Chromo結(jié)構(gòu)域蛋白能通過特異性識(shí)別和結(jié)合組蛋白修飾，來調(diào)控基因組穩(wěn)定性、基因表達(dá)沉默和染色質(zhì)空間結(jié)構(gòu)等生物學(xué)過程，在基因表達(dá)、遺傳、發(fā)育、疾病和衰老中發(fā)揮了重要的作用。然而，大多數(shù)Chromo結(jié)構(gòu)域蛋白的功能與調(diào)控機(jī)制仍不清楚。

研究人員應(yīng)用CRISPR/Cas-9基因編輯、染色質(zhì)免疫共沉淀測序、熒光成像等研究手段，系統(tǒng)性注釋了秀麗線蟲Chromo結(jié)構(gòu)域蛋白的表達(dá)譜和染色質(zhì)結(jié)合譜。隨后，研究人員使用Chromo結(jié)構(gòu)域蛋白的亞細(xì)胞定位作為報(bào)告體系，通過遺傳篩選和體外實(shí)驗(yàn)鑒定了一個(gè)H3K9me1/2閱讀器CEC-5，并發(fā)現(xiàn)了CEC-5中一個(gè)在人類與秀麗線蟲間保守的氨基酸位點(diǎn)，該氨基酸位點(diǎn)不但對(duì)CEC-5識(shí)別、結(jié)合異染色質(zhì)至關(guān)重要，而且參與了秀麗線蟲的壽命調(diào)控。有意思的是，課題組在2022年（Elife 2022）對(duì)一系列可能的組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(SET)突變體線蟲進(jìn)行了壽命分析，并發(fā)現(xiàn)了一類與H3K9甲基化修飾相關(guān)的set基因，其缺失可以顯著延長daf-2突變體線蟲的壽命，并增強(qiáng)其抗壓力應(yīng)激能力。H3K9me1/2閱讀器CEC-5的發(fā)現(xiàn)為未來Chromo結(jié)構(gòu)域蛋白的研究奠定了基礎(chǔ)，也為進(jìn)一步探索異染色質(zhì)與壽命的關(guān)系提供了新的思路。

本文的第一作者為博士研究生侯新豪、徐明靜和副研究員朱成明。馮雪竹研究員、光壽紅教授和周穎教授為本文的共同通訊作者。臧建業(yè)教授和Bj?rn Nashan教授對(duì)課題給予了大力支持和悉心指導(dǎo)。該研究得到科技部、基金委、中科院和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的大力支持。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-36898-y

（生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部、科研部）