2015年5月5日，Genes & Development杂志在线发表了金沙集团1862cc李国红课题组研究着丝粒区染色质高级结构和功能的最新研究成果，为揭示表观遗传因子CENP-A在着丝粒染色质高级结构建立中的功能以及如何招募下游CCAN蛋白并完成着丝粒功能提供了答案。

　　着丝粒是染色质上一段结构与功能高度特化的区域，在细胞分裂期指导动粒的组装，并在纺锤体的牵拉下实现姐妹染色单体的分离。CENP-A是组蛋白H3在着丝粒区的变体，是着丝粒区建立和发挥功能的关键性的表观遗传因子。CENP-A通过招募下游CCAN蛋白家族发挥其功能。CENP-N是CCAN蛋白家族中最重要的成员之一，处在CCAN蛋白家族中的核心位置，被CENP-A直接招募并且进一步招募下游其他CCAN蛋白。

　　早在2011年，许瑞明课题组与李国红课题组合作解析了人源CENP-A与其装配因子HJURP复合物的晶体结构，揭示了CENP-A分子上的Ser68残基为HJURP识别的关键位点（Hu et al., Genes & Development, 2011）。在2015年李国红课题组进一步研究发现CENP-A分子的Ser68的磷酸化/去磷酸化参与调节在细胞G1期CENP-A在着丝粒区的装配（Yu et al., Development Cell, 2015），前期结果清楚地揭示了CENP-A如何装配到着丝粒区。本研究重点关注CENP-A装配到着丝粒区后如何调节染色质结构及发挥着丝粒功能。利用本实验室前期建立的30nm染色质纤维体外组装和结构分析等技术平台（Chen et al., Genes & Development, 2013; Song et al., Science, 2014），进一步研究了着丝粒特异变体CENP-A对30nm染色质纤维结构的调控，结果揭示CENP-A染色质呈现一种不同于常规H3染色质的独特的“双排结构”。同时利用生物化学和细胞生物学方法发现CENP-A的RG loop（CENP-A特有的Arg80/Gly81两个氨基酸）对CENP-A染色质形成“双排结构”非常关键，同时RG loop又是CENP-A招募CENP-N的关键性位点。有趣的是，CENP-N只能够与结构开放的CENP-A染色质结合，而结构紧密的“双排”CENP-A染色质则可以抑制CENP-N的结合。进一步研究发现随着细胞周期中DNA的复制，着丝粒区CENP-A染色质结构由G1期的紧密状态转变为S期的开放状态，从而使CENP-N在S期被招募并装配至着丝粒CENP-A染色质上。最后，我们提出着丝粒区染色质结构周期性的变化可以调节RG loop在CENP-A染色质上的“暴露”或“隐藏”，从而调节CENP-N周期性的装配至着丝粒进而介导着丝粒的功能。

　　图例：着丝粒区CENP-A染色质高级结构的动态变化调控细胞周期中CENP-N的招募与装配。

　　该项目得到了国家自然科学基金委、科技部973计划和金沙集团1862cc的基金支持。本研究的通讯作者为李国红研究员，房俊男(博士研究生)为第一作者，本研究还得到了生物物理所许瑞明课题组的帮助与支持。

　　文章链接：http://genesdev.cshlp.org/content/early/2015/05/04/gad.259432.115 

（供稿：李国红课题组）