近日，中国科学技术大学冯雪竹研究员和光寿红教授课题组在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS)上发表了题为“A chromodomain protein mediates heterochromatin-directed piRNA expression”的文章。该研究以模式生物秀丽隐杆线虫为模型，发现了在基因组上，异染色质化修饰能够促进piRNA的转录生成，并且发现了一个全新的包含Chromo结构域的蛋白--USTC复合物结合依赖蛋白（UAD-2）参与调控异染色质化区域的基因转录。
piRNA是一类在动物中保守的非编码小RNA，在转座子沉默、生殖发育、基因表达调控和性别决定等过程中发挥重要作用。在人类和线虫细胞中，piRNA生成通路中的关键因子Piwi蛋白功能缺失会造成精子发生过程异常，从而导致雄性不育。光寿红课题组与合作者英国剑桥大学Eric Miska教授首先在《Genes & Development》（2019）上发现了USTC复合物并揭示了它在piRNA转录中的功能，之后冯雪竹与光寿红课题组与合作者中科大许超教授在《Cell Reports》（2019）上发先了piRNA生成以及染色体分离（PICS）复合物。
然而，piRNA的转录生成加工等过程仍然有许多重要的、未解决的问题，piRNA转录机器在高度异染色质化区域起始piRNA转录延伸的分子机制还不清楚。冯雪竹和光寿红课题组通过传统遗传学手段克隆了一个参与piRNA生成的基因uad-2，并通过分子生物学、细胞生物学等多种手段揭示了UAD-2蛋白通过调控USTC复合物与piRNA的转录起始过程来参与piRNA的生成。UAD-2蛋白具有Chromo结构域，课题组通过体外实验证明了该蛋白的Chromo结构域具有结合H3K27me3的活性。同时还揭示了参与H3K27me3修饰生成的PRC2复合物和染色质重塑因子ISW-1、MRG-1蛋白等对piRNA的生成也十分重要，为进一步研究异染色质区域的piRNA转录提供了新思路。
本文的第一作者为博士研究生黄新亚和硕士研究生程鹏。冯雪竹研究员，光寿红教授，朱成明副研究员和陈向阳副研究员为本文的共同通讯作者。该研究得到了国家创新人才项目、科技部、基金委、中科院和中国科学技术大学的大力支持。
来源：中国科技大学合肥微物质研究中心
原文链接：http://www.hfnl.ustc.edu.cn/detail?id=18489
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