【摘 要】
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表观遗传调控主要分为四种方式:DNA甲基化,非编码RNA作用,染色质重塑和组蛋白修饰。INO80作为一类染色质重塑酶,能够利用水解ATP产生的能量改变染色质结构,包括引起DNA在核小体上的滑动和经典组蛋白与组蛋白变体之间的置换。H2A.Z是经典组蛋白H2A的一种变体,结构的改变导致其与DNA结合能力的差异,它广泛分布在染色质上特殊的位点行使相应的特异功能。MOF作为一类组蛋白乙酰化酶,可以乙酰化组
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表观遗传调控主要分为四种方式:DNA甲基化,非编码RNA作用,染色质重塑和组蛋白修饰。INO80作为一类染色质重塑酶,能够利用水解ATP产生的能量改变染色质结构,包括引起DNA在核小体上的滑动和经典组蛋白与组蛋白变体之间的置换。H2A.Z是经典组蛋白H2A的一种变体,结构的改变导致其与DNA结合能力的差异,它广泛分布在染色质上特殊的位点行使相应的特异功能。MOF作为一类组蛋白乙酰化酶,可以乙酰化组蛋白H4的N端尾巴。目前,人源INO80是否能够置换H2A.Z与H2A,置换后又发挥什么样的功能作用,MOF对组蛋白H4的乙酰化又是怎么参与染色质活动,尚不清楚。我们从Hela细胞中纯化鉴定出具有重塑活性的INO80复合物,通过体外核小体置换反应证实INO80可以将H2A.Z从重组核小体中置换出。而在体外已被证实失去核小体滑动催化活性的INO80突变体（INO80E653Q）,在我们的实验中同样也失去了对H2A.Z的置换活性,从而进一步说明INO80除了具有核小体滑动活性外,还具有对H2A.Z的置换活性。有趣的是,同样从Hela细胞中纯化出的MOF复合物在体外先一步对重组核小体的组蛋白H4乙酰化,可以明显促进INO80从核小体中置换出H2A.Z的活性。这充分体现了在一种染色质活动中组蛋白修饰与染色质重塑之间紧密的关系。在全基因组水平上,我们利用ChIP-seq高通量测序技术发现敲低INO80后,H2A.Z在转录起始位点（TSSs）上下游3kb以内的整体分布增加了,乙酰化的H2A.Z（H2A.Zac）分布也相应增加了。为了进一步验证这一结论,我们在细胞内敲低INO80蛋白表达后提取核染色质,发现相比于未敲低组,H2A.Z组蛋白变体在染色质上所占的蛋白比例增加,即敲低INO80后有更多的H2A.Z滞留在染色质上。因此,在基因组水平我们证明INO80参与H2A.Z的分布调控,且主要是参与H2A.Z移出染色质的过程。为了研究INO80对H2A.Z的置换活性具体发挥什么样的功能,我们将目光聚焦在p21的转录激活调控机制上。结果证实INO80和H2A.Z共募集在p21启动子区p53结合位点处（p21基因TSS上游-2.2kb）。说明INO80很可能调控H2A.Z在p21启动子上的分布。当Doxo诱导p21转录激活时,H2A.Z会被迅速置换出p53结合位点（p21启动子上）,从而促进p53转录因子的募集并激活转录。而在敲低INO80后,H2A.Z迅速置换出核小体的过程被延迟,导致p21的转录激活相应受到抑制。证明p21的转录激活过程依赖INO80对H2A.Z的置换作用。同时,在敲低MOF（组蛋白乙酰转移酶）后,不仅直接导致p21启动子区p53结合位点处H4K16ac水平降低,而且也使H2A.Z迅速置换出核小体的过程被延迟,当然p21的转录激活也受到一定程度的抑制。说明依赖于INO80置换H2A.Z活性的p21转录激活过程,同样也受到MOF组蛋白乙酰化作用的影响。根据目前研究以及体外实验结果,我们提出假设:在p21启动子区p53结合位点处MOF维持相对高水平的H4K16ac,从而使该处核小体处于活跃状态（易接近状态或更不稳定状态）,从而使INO80更容易将H2A.Z置换出这一位点,促进p21转录激活。综上所述,我们体外证实INO80可以将H2A.Z置换出重组核小体;在体内证实INO80通过这一置换活性调控Doxo诱导的p21转录激活。另外,MOF对组蛋白的乙酰化作用,促进INO80置换H2A.Z协同调控p21的转录激活。
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