生物通报道 来自中科院生物物理研究所、中国科学院大学和美国Mayo诊所的研究人员近日在新研究中揭示了组蛋白变异体H3.3–H4异源二聚体与伴侣蛋白DAXX构成的复合物的结构，相关论文“Structure of the variant histone H3.3–H4 heterodimer in complex with its chaperone DAXX”发表在11月11日的《自然结构与分子生物学》（Nature Structural & Molecular Biology）杂志上。

来自中科院生物物理研究所的李国红（Guohong Li）研究员和许瑞明（Rui-Ming Xu）研究员是这篇论文的共同通讯作者。前者主要从事染色质结构和表观遗传调控的研究，重点研究胚胎干细胞发育分化过程中染色质高级结构动态变化及其表观遗传调控的分子机理，阐明染色质高级结构动态调控在细胞命运决定中的生物学功能和分子机理。后者的研究方向是基因表达与调控的结构生物学，包括基因转录的表观遗传调控和RNA转录后加工。

近年来来越多的生化和遗传学证据表明：真核细胞的表观遗传信息不但体现为DNA甲基化、组蛋白的共价修饰以及染色质重塑，而且因多种组蛋白变异体的存在被进一步复杂化。组蛋白变体嵌入核小体形成了结构和功能各异的核小体，在生物体表观遗传过程中起非常重要的作用。

组蛋白H3家族包括H3.1、H3.3和着丝粒特异的CenH3，它们在从果蝇到人类和植物中都非常保守。哺乳动物组蛋白H3.3是经典H3.1的变异体，主要通过与一些分子伴侣如HIRA、DAXX、ATRX以及DEK等作用，从而代替H3.1与转录活化的染色质结合，在生殖细胞的发育、表观遗传记忆和染色质重塑等方面发挥重要的作用。过去的研究证实特异性组蛋白伴侣DAXX可引导H3.3沉积在臂间和端粒异染色质（pericentric and telomeric heterochromatin）上。不同于H3.1，H3.3只有5个氨基酸，因此DAXX可以高精确度区别这两种组蛋白。

在新文章中，研究人员通过结合结构性、生物化学和细胞靶向性分析，证实Ala87和Gly90是人类H3.3特异性的主要决定因子。DAXX利用一个浅疏水口袋容纳H3.3小型疏水性Ala87。相比H3.1的疏水性Met90 ，DAXX的极性结合环境更倾向于结合H3.3的Gly90。DAXX的组蛋白结合域与H3.3–H4异源二聚体结合，使得能够更广泛的接触H3.3和H4。这些发现为H3.3研究提供了新的思路和视野。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Structure of the variant histone H3.3–H4 heterodimer in complex with its chaperone DAXX

Mammalian histone H3.3 is a variant of the canonical H3.1 essential for genome reprogramming in fertilized eggs and maintenance of chromatin structure in neuronal cells. An H3.3-specific histone chaperone, DAXX, directs the deposition of H3.3 onto pericentric and telomeric heterochromatin. H3.3 differs from H3.1 by only five amino acids, yet DAXX can distinguish the two with high precision. By a combination of structural, biochemical and cell-based targeting analyses, we show that Ala87 and Gly90 are the principal determinants of human H3.3 specificity. DAXX uses a shallow hydrophobic pocket to accommodate the small hydrophobic Ala87 of H3.3, whereas a polar binding environment in DAXX prefers Gly90 in H3.3 over the hydrophobic Met90 in H3.1. An H3.3–H4 heterodimer is bound by the histone-binding domain of DAXX, which makes extensive contacts with both H3.3 and H4.

作者简介：

李国红

****,研究员

1991-1995　 武汉大学病毒系，获理学学士学位
1995-1998　 北京医科大学生物物理系，获理学硕士学位
1998-2003　 德国马普细胞生物学研究所/海德堡大学生物系，获博士学位
2003-2009　 美国霍华德休斯医学研究院 (HHMI),博士后。
2009- 今　 中国科学院生物物理研究所，中科院“****”研究员，博士生导师

研究组工作摘要：
本研究组主要从事染色质结构和表观遗传调控的研究，重点研究胚胎干细胞发育分化过程中染色质高级结构动态变化及其表观遗传调控的分子机理，阐明染色质高级结构动态调控在细胞命运决定中的生物学功能和分子机理。我们的工作主要包括以下三个方向：一、30nm染色质纤维的组装、结构和调控机理研究。二、着丝粒染色质结构和功能研究。三、染色质结构和细胞命运决定的分子机理研究

许瑞明

****，杰出青年，研究员

简历 & 研究组工作摘要：
1980-1984　 浙江大学物理系，获理学学士学位
1984-1989　 美国Brandeis大学物理系，获物理学硕士、博士学位
1989-1991　 美国德克萨斯大学奥斯汀分校物理系，博士后
1991-1993　 美国纽约州立大学石溪分校物理系，博士后
1993-1996　 美国冷泉港实验室，访问学者、研究助理
1996-2005　 美国冷泉港实验室，助理教授 、副教授、教授
2006-2008　 美国纽约大学医学院，教授
2008-今　   中国科学院生物物理研究所，研究员；

现任中国科学院生物物理研究所副所长，蛋白质科学国家实验室(拟筹建) 主任，生物大分子国家重点实验室主任。

研究组工作摘要：

本研究组主要从事基因表达与调控的结构生物学研究。具体研究内容又分为基因转录的表观遗传调控和RNA转录后加工两个方向：一、表观遗传的结构机理。二、RNA转录后加工和蛋白质-RNA相互作用。

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