染色质重塑复合物调控细胞命运决定机制确立

BAF (Brg or Brahma-associated factors) 复合物是一类染色质重组复合物(chromatin remodeling complex) ,通过水解ATP产生的能量改变组蛋白和DNA的作用,促进或阻止转录因子同DNA的结合而调控基因的表达,从而在干细胞分化及早期胚胎发育等生物过程中发挥重要作用【1】。然而,仅有一小部分的BAF复合物亚基的功能在胚胎干细胞和早期胚胎中有研究,而BAF复合物如何控制细胞命运决定的机制尚不清楚。

1月3日,苏州大学张文胜课题组与美国加州大学洛杉矶分校的Kathrin Plath课题组合作在Cell Stem Cell上发表The BAF and PRC2 complex subunits Dpf2 and Eed antagonistically converge on Tbx3 to control ESC differentiation的文章。该研究揭示了BAF和PRC2复合物调控小鼠胚胎干细胞向三胚层分化的机制。

Cell Stem Cell丨苏大张文胜组揭示染色质重塑复合物调控细胞命运决定的机理

该研究通过分子生物学,细胞生物学及基因组学等多种手段揭示了BAF复合物因子Dpf2同PRC2复合物的Eed因子通过Tbx3基因的不同增强子,调控转录因子Tbx3的表达,控制小鼠胚胎干细胞向三胚层的分化。有趣的是,Dpf2同PRC2的其它因子也调控胚胎干细胞的三胚层分化,但通过不同的机理,从而表明BAF及PRC2复合物不同因子在调控干细胞分化过程中的特定作用机制,发现Dpf2和Eed通过调节H3K27ac和H3K27me3的沉积并改变多能性转录因子的可接近性进而协同调控胚胎发育重要的基因(下图)。

Cell Stem Cell丨苏大张文胜组揭示染色质重塑复合物调控细胞命运决定的机理

总的来说,该研究定义了ESC中BAF复合物发挥生物学功能的下游靶点,而其中关键因子的表达维持对ESC命运决定非常重要。尽管过去有研究表明PRC2和BAF复合物对ESC的分化预计胚胎发育十分重要【2】,但是这项最新研究揭示了一种新的机制表明BAF及PRC2复合物的不同因子在调控干细胞分化过程中的特定作用。

据悉,本研究的其它合作者还包括英国剑桥Wellcome Sanger Institute的陈曦和余勇博士,美国加州大学圣地牙哥分校的Mana Parast教授,英国剑桥大学的Jennifer Nichols教授,瑞典皇家理工学院及Science for Life Laboratory的Pelin Sahlén研究组,德国Max Planck Institute for Molecular Biomedicine的Boris Greber和Wu Guangming博士,以及英国伦敦癌症研究所的Jyoti Choudhary研究组。

通信作者介绍:张文胜,苏州大学剑桥苏大基因组资源中心教授,主要研究方向为转录因子及组蛋白复合物在胚胎干细胞干性的维持及分化中的功能及其机制,研究工作先后发表在Cell Stem Cell, Nature Methods, Developmental Cell, Gene & Development等杂志上。此外,张文胜教授在英国剑桥Wellcome Sanger Institute的支持下,协同苏州大学,将EUCOMM项目的小鼠突变干细胞资源落户中国,协助建立了剑桥苏大基因组资源中心。

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