组蛋白甲基转移酶的研究进展

组蛋白的甲基化修饰主要是由一类含有SET结构域的蛋白来执行的, 组蛋白甲基化修饰参与异染色质形成、基因印记、X染色体失活和转录调控等多种主要生理功能, 组蛋白的修饰作用是表观遗传学研究的一个重要领域。组蛋白甲基化的异常与肿瘤发生等多种人类疾病相关, 可以特异性地激活或者抑制基因的转录活性。研究发现, 组蛋白甲基转移酶的作用对象不仅仅限于组蛋白, 某些非组蛋白也可以被组蛋白甲基转移酶甲基化, 这将为探明细胞内部基因转录、信号转导、甚至个体的发育和分化机制提供更广阔的空间。     

DOT1—— 一类新的组蛋白赖氨酸甲基转移酶

组蛋白甲基化是一种重要的组蛋白共价修饰, 在染色质结构和基因表达的调控过程中起着重要的、多样化的作用。DOT1催化核心球体部位的组蛋白H3第79位赖氨酸(H3K79)使其发生甲基化, 是首个被发现的无SET结构域的组蛋白赖氨酸甲基转移酶, 代表了一类新的组蛋白赖氨酸甲基转移酶。DOT1及H3K79甲基化的特点决定了其可能具有重要的、特殊的生物学功能。文章重点综述了DOT1蛋白的结构及特点, DOT1及H3K79甲基化的生物学功能以及组蛋白泛素化修饰对H3K79甲基化的反式调控。     

《核酸研究》:研究揭示人源Smyd3蛋白独特性质

1月25日,英国著名杂志《核酸研究》(Nucleic Acids Research)在线发表了中科院上海生命科学研究院生化与细胞所丁建平组关于人源赖氨酸甲基转移酶Smyd3的最新研究成果。组蛋白甲基修饰酶在多种生物过程如异染色质形成、X染色体失活、转录调控中发挥重要功能。目前发现的组蛋白赖氨酸甲基转移酶中,多     

组蛋白甲基化的研究进展

组蛋白甲基化是细胞中一种普遍而重要的表观遗传修饰方式,由组蛋白甲基转移酶完成.对组蛋白甲基化修饰认识已有相当长的时间,但直到最近几年由于组蛋白甲基化修饰酶的发现才使人们逐渐认识到组蛋白甲基化修饰有广泛的生物学功能.本文拟从组蛋白甲基转移酶、组蛋白甲基化的功能以及组蛋白甲基化与DNA甲基化的关系等方面综述这一领域的研究进展.     

植物组蛋白赖氨酸甲基化建立过程及其遗传性研究进展

表观遗传学主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA,组蛋白甲基化作为组蛋白修饰中的一种重要修饰,在植物体的发育和环境适应中发挥着重要作用。组蛋白甲基化主要发生在赖氨酸残基上,同时根据不同的赖氨酸位点和每个赖氨酸位点甲基化程度的不同,形成了不同的赖氨酸甲基化修饰。根据对基因的不同功能,通常将组蛋白赖氨酸甲基化修饰分为2大类:(1)能够促进基因表达的,如H3K4me3和H3K36me3;(2)能够抑制基因表达的,如H3K9me2和H3K27me3。不同的组蛋白赖氨酸甲基化去甲基化过程需要相应的阅读(reader)、书写(writer)和擦除(eraser)3种蛋白。同时,组蛋白赖氨酸甲基化的遗传性质目前还不是很清楚。综述了植物中组蛋白赖氨酸甲基化建立与去除过程,以及对组蛋白赖氨酸甲基化可遗传性的探讨。     

组蛋白赖氨酸甲基化:转录调控的重要机制

组蛋白赖氨酸甲基化是表观遗传调控的重要机制之一。组蛋白H3的K4、K9、K27、K36、K79和H4的K20均可被特定的赖氨酸甲基转移酶甲基化。人类、果蝇、酿酒酵母和裂殖酵母中已鉴定出多种赖氨酸甲基转移酶,并作了生化和遗传学研究,以确定其潜在的生物功能。H3K4、H3K36和H3K79甲基化参与基因转录激活,而H3K9、H3K27和H4K20的甲基化则抑制基因转录。此外X染色体失活也与特定赖氨酸的甲基化相关。组蛋白各位点赖氨酸的甲基化参与生长、发育和病变。最后,文章评述了"组蛋白密码"假说,指出了目前的研究方向,并探讨了表观遗传机制与获得性遗传的关系。     

组蛋白甲基化及其与肿瘤间的关系

组蛋白甲基化修饰是表观遗传学的重要研究领域之一,主要可分为精氨酸甲基化和赖氨酸甲基化两种。越来越多的证据表明组蛋白甲基化功能异常与肿瘤的发生发展密切相关,而且这种甲基化修饰过程是可逆的。对组蛋白甲基化的进一步研究,不仅有助于深入了解基因表达、调控、遗传等生理机制,而且对于肿瘤等重大疾病的诊断、防治和预后判断有重要意义。本文对组蛋白甲基转移酶、去甲基化酶及其与肿瘤发生发展的关系予以综述。     

组蛋白共价修饰——组蛋白H3第4赖氨酸甲基化

染色体组蛋白的共价修饰在调节染色体结构,控制基因的转录等方面发挥重要的作用。组蛋白H3第4赖氨酸的甲基化作为共价修饰的方式之一,可以调控基因的转录激活。随着对组蛋白甲基化转移酶及相关作用蛋白研究的深入,人们对组蛋白H3第4赖氨酸的甲基化的功能也有了更深的了解。目前研究发现它与癌症也有很密切的关系。     

组蛋白甲基转移酶在骨肉瘤中的研究进展

组蛋白甲基转移酶(histone methyltransferases,HMTs)主要由一类能催化组蛋白赖氨酸(也可发生于精氨酸、组氨酸、天冬酰胺)甲基化的蛋白质组成,小部分底物也可以为非组蛋白。组蛋白的甲基化修饰参与染色质的多种调控功能,包括基因转录调控、基因组稳定性维持、干细胞成熟分化、DNA修复、炎症免疫调节等多种生理过程。目前已发现多种HMTs在骨肉瘤(osteosarcoma,OS)中的异常表达与患者病程及预后密切相关。针对这些HMTs在骨肉瘤细胞中的作用机制,已有部分高选择性的小分子抑制剂被研制出来,以期未来应用于临床诊断、预后评估及靶向生物治疗。该文就近年来在骨肉瘤领域的组蛋白甲基转移酶及相关抑制剂的研究现状作一综述。     

组蛋白甲基转移酶G9a在表观遗传调控中的作用

组蛋白赖氨酸甲基化在表观遗传调控中起着关键作用。组蛋白甲基转移酶G9a(又称作常染色质组蛋白赖氨酸N-甲基转移酶2(euchromatic histone-lysine N-methyltransferase 2,EHMT2))含经典的SET结构域,是常染色质主要的甲基转移酶之一,可以甲基化组蛋白H3K9、H3K27和H1bK26等。此外,G9a也可以直接甲基化一些非组蛋白,并与DNA甲基化密切相关。G9a功能紊乱可以导致胚胎发育异常、免疫系统及神经系统发育障碍、甚至癌症的发生发展。     

Histone modifications and nuclear architecture: a review.

Epigenetic modifications, such as acetylation, phosphorylation, methylation, ubiquitination, and ADP ribosylation, of the highly conserved core histones, H2A, H2B, H3, and H4, influence the genetic potential of DNA. The enormous regulatory potential of histone modification is illustrated in the vast array of epigenetic markers found throughout the genome. More than the other types of histone modification, acetylation and methylation of specific lysine residues on N-terminal histone tails are fundamental for the formation of chromatin domains, such as euchromatin, and facultative and constitutive heterochromatin. In addition, the modification of histones can cause a region of chromatin to undergo nuclear compartmentalization and, as such, specific epigenetic markers are non-randomly distributed within interphase nuclei. In this review, we summarize the principles behind epigenetic compartmentalization and the functional consequences of chromatin arrangement within interphase nuclei.     

组蛋白去甲基化酶与肿瘤发生

组蛋白甲基化修饰是一个可逆的动态的调节过程。甲基化和/或去甲基化状态与表观遗传、转录调控和维持基因组完整性等密切相关。组蛋白甲基化状态异常会直接或间接影响各种生理和病理过程。已知组蛋白去甲基化酶包括赖氨酸特异性去甲基化酶（LSD）家族和含JmjC结构域的JMJD家族。研究发现,两者与肿瘤的发生均有着密切的关系。本文总结了组蛋白去甲基化酶在组蛋白甲基化修饰及肿瘤研究方面的最新进展,为组蛋白修饰的功能及肿瘤诊断、治疗、预后监测等研究提供新思路。在胃癌、乳腺癌、结肠癌等常见肿瘤中,组蛋白去甲基化酶可改变组蛋白的甲基化水平或者直接作用于癌基因,也可调节microRNA或转录因子等,促进或抑制肿瘤的发生发展与影响肿瘤的预后。     

On your histone mark,SET, methylate!

Lysine methylation of histones and non-histone proteins has emerged in recent years as a posttranslational modification with wide-ranging cellular implications beyond epigenetic regulation. The molecular interactions between lysine methyltransferases and their substrates appear to be regulated by posttranslational modifications surrounding the lysine methyl acceptor. Two very interesting examples of this cross-talk between methyl-lysine sites are found in the SET (Su(var)3–9, Enhancer-of-zeste, Trithorax) domain-containing lysine methyltransferases SET7 and SETDB1, whereby the histone H3 trimethylated on lysine 4 (H3K4^me3) modification prevents methylation by SETDB1 on H3 lysine 9 (H3K9) and the histone H3 trimethylated on lysine 9 (H3K9^me3) modification prevents methylation by SET7 on H3K4. A similar cross-talk between posttranslational modifications regulates the functions of non-histone proteins such as the tumor suppressor p53 and the DNA methyltransferase DNMT1. Herein, in cis effects of acetylation, phosphorylation, as well as arginine and lysine methylation on lysine methylation events will be discussed.