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Science:“生物钟“蛋白是如何发挥功能的?

阅读次数:1009 作者: 王华 发布时间:2018-03-26
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 我们都知道人体能够随着昼夜的变化适应性地发挥功能。根据最近宾夕法尼亚大学医学院的研究者们发表在《Science》杂志上的一篇文章,一个长期以来被认为调节昼夜节律的关键蛋白“Rev-erb”能够通过对染色体的环状区域松紧度进行调节,起到调控基因表达效果。人体的基因表达具有明显的昼夜特征,而这一效应是由机体的分子“钟表”所调控。关键的生物蛋白能够激活或者抑制染色体环状区域蛋白复合体的功能,从而发挥调节基因表达的效果。

文章中表明黑腹果蝇昼夜节律振荡器包括互锁的per/tim和Clk转录反馈环。在per/tim环中,PER或PER-TIM抑制CLK-CYC依赖性转录激活以控制在黄昏附近达到峰值的昼夜节律基因表达。该研究显示per和tim的节律转录涉及CLK-CYC和染色质修饰中相关周期的时间特异性结合。per和tim转录的激活与CLK-CYC与上游和/或内含子E-box的结合,组蛋白H3-K9的乙酰化和组蛋白H3-K4的三甲基化发生。这些事件与Tim启动子结合的RNA聚合酶II(Pol II)和通过与每个启动子组成性结合的Pol II的转录延伸相关。 per和tim转录的抑制与这些事件的PER依赖性逆转相关。 H3-K9乙酰化和H3-K4三甲基化的节律也与哺乳动物中CLOCK-BMAL1依赖性转录相关,表明控制节律转录的机制是生物钟的保守特征,尽管反馈抑制是由不同蛋白介导。

 

Yong Hoon Kim, Sajid A. Marhon, Yuxiang Zhang, et al. Rev-erbα dynamically modulates chromatin looping to control circadian gene transcription. Science, 2018; eaao6891 DOI: 10.1126/science.aao6891.

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