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胚胎干細胞中ERV的一個新的調(diào)控機制
閱讀:440 發(fā)布時間:2020-9-10內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒(endogenous retrovirus, ERV)屬于反轉(zhuǎn)座子的一種,其中MERVL是2細胞胚胎與胚胎干細胞中2細胞樣細胞亞群的標志性ERV。之前的發(fā)現(xiàn)多集中于研究H3組蛋白變體、修飾及對應(yīng)的分子伴侶對ERV的表達調(diào)控,但是其他組蛋白分子伴侶是否參與調(diào)控ERV的表達仍然未知。此外,2細胞胚胎與2細胞樣細胞中存在大量與MERVL融合的轉(zhuǎn)錄本,這些MERVL融合轉(zhuǎn)錄本是如何被抑制的也尚不清楚。
近日,來自南開大學藥物化學生物學國家重點實驗室呂鑫屹課題組證實H2A/H2B組蛋白分子伴侶FACT (Facilitates Chromatin Transcription)復合體可以抑制小鼠胚胎干細胞中反轉(zhuǎn)座子MERVL和MERVL衍生的隱秘啟動子,及其驅(qū)動的MERVL融合基因的表達,以此揭示了胚胎干細胞中ERV的一個新的調(diào)控機制,并為MERVL融合轉(zhuǎn)錄本的抑制提供了解釋。
研究者首先在小鼠胚胎干細胞中分別敲低FACT復合體兩亞基(Ssrp1與Supt16)均可上調(diào)ERV的表達,其中MERVL上調(diào)為顯著。同時,敲除Ssrp1即可*破壞FACT功能,分析其轉(zhuǎn)錄組發(fā)現(xiàn)FACT復合體破壞后可在全基因組范圍內(nèi)激活MERVL的轉(zhuǎn)錄,并同時激活與MERVL融合的隱秘轉(zhuǎn)錄本的表達(包括2細胞基因),以促進胚胎干細胞向2細胞樣細胞轉(zhuǎn)變。隨后研究人員通過染色質(zhì)免疫共沉淀測序技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)Ssrp1能夠直接結(jié)合在MERVL上發(fā)揮抑制作用。
為了進一步探究FACT調(diào)控ERV的機制,作者通過蛋白免疫共沉淀聯(lián)合質(zhì)譜分析鑒定了與Ssrp1相互作用的蛋白。結(jié)果發(fā)現(xiàn),Ssrp1與H2Bub去泛素化酶Usp7具有較強的相互作用,并將其招募到Ssrp1的靶基因上發(fā)揮抑制作用。值得注意的是,抑制Usp7可得到與Ssrp1缺失相一致的表型,即均可顯著上調(diào)MERVL及其融合的2細胞隱秘轉(zhuǎn)錄本的表達。
研究者進一步發(fā)現(xiàn)Usp7作為一種去泛素化酶,可通過去除H2Bub這一激活修飾,以抑制MERVL及MERVL融合基因的表達。由此得出結(jié)論,F(xiàn)ACT復合體可招募Usp7到染色質(zhì)上,并且通過Usp7的泛素化酶作用去除H2Bub這一激活性修飾,以抑制MERVL及MERVL融合轉(zhuǎn)錄本的表達。
FACT復合體通常被認為與基因表達激活相關(guān),然而該研究發(fā)現(xiàn)FACT可以沉默MERVL和MERVL融合轉(zhuǎn)錄本的表達,并且闡述了FACT復合體介導的表觀遺傳沉默的調(diào)控機制。
總之,該研究對理解胚胎干細胞中ERV的沉默機制提供了新的視角,為MERVL融合轉(zhuǎn)錄本的抑制提出了新的解釋,并且拓展了FACT復合體在哺乳動物細胞中的功能。