分子生物學 基因與基因體學 科學報導 表觀遺傳學

H2A 組蛋白上的 Glutamine 甲基化修飾是調控 35S rDNA 轉錄的重要因子

進入後基因體時代後,近來有許多的研究特別重視蛋白質的轉譯後修飾(posttranslational modifications, PTMs),由於蛋白質經化學修飾後,會去影響細胞內許多的功能,像是被廣泛研究的組蛋白修飾(histone modifications),而其中我們所熟知組蛋白上的 lysine 受甲基化或乙醯化,又或是氨基酸 serine 或 threonine 受磷酸化後,皆與調控基因的表達等功能有關。

最近有一篇 Kouzarides 教授研究團隊發表於 Nature 的研究,他們發現了一個新穎的組蛋白修飾- Glutamine methylation,主要是觀察到酵母菌的組蛋白 H2A 中的第 105 個胺基酸(Q105)上,有被進行甲基修飾,而人類則是被修飾於第  104 個胺基酸(Q104),接著也發現酵母菌是藉由 Nop1 對 H2A 上的 glutamine 進行甲基化,在人類身上則是 fibrillarin,而這兩者皆是甲基轉移酶(methyltransferase),也都存在於 RNA polymerase I 的複合體中,經過比對後,也證明它們是同源的酶,此外令人驚訝的是,作者觀察到這樣的轉譯後修飾,似乎是至目前為止,只會發生於核仁內,並且影響核糖體DNA(ribosomal DNA, rDNA)的轉錄以及核醣體(ribosome)的產生。

在此篇研究裡頭,作者們也進一步地證實有一複合體, Facilitator of chromatin transcription(FACT),會鍵結在有涵蓋 Q105 的位置,並影響核仁小體(nucleosome)的穩定性,不過當 Q105 被甲基化後,會使得 FACT 無法鍵結上去,因此增加了35S rDNA 轉錄的速率。此篇研究的重要性,除了提出了調控 rDNA 的新觀點外,也有助於提供未來對癌症研究上更進一步的了解。

圖片來源:http://goo.gl/xysWs5

參考文獻:

Tessarz, P., Santos-Rosa, H., Robson, S.C., Sylvestersen, K.B., Nelson, C.J., Nielsen, M.L., and Kouzarides, T. (2014). Glutamine methylation in histone H2A is an RNA-polymerase-I-dedicated modification. Nature 505, 564-568. doi:10.1038/nature12819

撰文|黃翊豪
審稿|謝善棋
修訂|黃子瑄

About the author

黃翊豪

黃翊豪

目前就讀陽明大學,主修生物化學和分子生物學,過去畢業於中國醫藥大學,在學間除了對科學研究投予熱忱外,也曾於校內系學會擔任幹部,推廣與營造學術氣息;在校外積極參與公共事務及籌辦各式講座論壇,協助生醫領域人才的培育。未來希望藉Investigator的平台,來與生醫領域的朋友們進行分享、交流、學習與成長,也盼為臺灣生醫領域的發展貢獻一份心力。