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胚胎干細(xì)胞中ERV的一個新的調(diào)控機(jī)制
閱讀：494 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(xì)胞胚胎與胚胎干細(xì)胞中2細(xì)胞樣細(xì)胞亞群的標(biāo)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(dá)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(dá)仍然未知。此外，2細(xì)胞胚胎與2細(xì)胞樣細(xì)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(xué)藥物化學(xué)生物學(xué)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(fù)合體可以抑制小鼠胚胎干細(xì)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(dá)，以此揭示了胚胎干細(xì)胞中ERV的一個新的調(diào)控機(jī)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(xì)胞中分別敲低FACT復(fù)合體兩亞基（Ssrp1與Supt16）均可上調(diào)ERV的表達(dá)，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(fù)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(dá)（包括2細(xì)胞基因），以促進(jìn)胚胎干細(xì)胞向2細(xì)胞樣細(xì)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(jìn)一步探究FACT調(diào)控ERV的機(jī)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(qiáng)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(xì)胞隱秘轉(zhuǎn)錄本的表達(dá)。
研究者進(jìn)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(dá)。由此得出結(jié)論，F(xiàn)ACT復(fù)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(dá)。
FACT復(fù)合體通常被認(rèn)為與基因表達(dá)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(dá)，并且闡述了FACT復(fù)合體介導(dǎo)的表觀遺傳沉默的調(diào)控機(jī)制。
總之，該研究對理解胚胎干細(xì)胞中ERV的沉默機(jī)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(fù)合體在哺乳動物細(xì)胞中的功能。