【盘点】2019年一季度组蛋白修饰重大学术研究
解读/景杰学术
2019年年初，我们回顾了过去一年表观遗传领域的亮点研究（回顾 | 2018年表观遗传学亮点研究（上）、表观遗传学亮点研究（下）），了解到组蛋白修饰在癌症发生、衰老、HIV与宿主互作、肠道微生物代谢等领域的关键调控作用。今天给大家带来2019年一季度表观遗传学领域的热点文章，一起来看看吧！
组蛋白修饰
组蛋白修饰（Histone Modification）是指组蛋白在相关酶作用下发生甲基化、乙酰化、磷酸化、腺苷酸化、泛素化、ADP核糖基化等修饰的过程。组蛋白修饰是表观遗传学研究的核心热点，随着蛋白质组学技术以及抗体技术不断发展，越来越多的新型组蛋白修饰以及新颖的调控机制被揭示出来，并见诸高水平期刊。今天介绍的第一篇文章为19年3月发表在Nature杂志的，首次报道了神经递质5-羟色胺能够进入细胞核使组蛋白发生化学修饰（serotonylation），进而调控基因表达。第二篇文章为3月15日发表在Science杂志，深度揭示了组蛋白甲基化介导的在肿瘤分化发生过程中缺氧环境的关键表观调控机制。第三篇介绍了3月14日Nature杂志报道的，组蛋白修饰特异性介导RNA m6A修饰发生的突破性发现。第四篇为3月20日洛克菲勒大学David Allis教授团队等在Nature 上发文，揭示了完整的人类致癌组蛋白（oncohistone）突变谱，证明了oncohistone发生的普遍性与广泛性。
01
Nature：神经递质5-羟色胺通过新型组蛋白修饰发挥调控作用
2019年3月13日，Nature 杂志在线发表题为“Histone serotonylation is a permissive modification that enhances TFIID binding to H3K4me3”的研究论文，首次报道了神经递质5-羟色胺能够进入细胞核使组蛋白发生化学修饰（serotonylation），进而调控基因表达。来自美国西奈山医学院的Lorna A. Farrelly与Ian Maze分别为本文第一作者与通讯作者；拉斯克奖获得者、美国科学院院士、洛克菲勒大学终身教授Robert G. Roeder教授团队以及清华大学李海涛教授团队参与研究。
研究者揭示了5-羟色胺一方面通过细胞表面受体激活细胞内信号转导通路影响细胞内生化动态改变；另外一方面，通过细胞表面转运分子，5-羟色胺转运进入细胞并最终进入细胞核，通过TGM2转移至组蛋白上，形成组蛋白5-羟色胺化，与其他组蛋白修饰一道直接改变染色质结构，调控基因表达。
02
Science：组蛋白修饰感知氧化调控因子调控基因表达
2019年3月15日，Science杂志背靠背在线了两篇文章，来自奥卢大学和哈佛大学的研究者揭示细胞通过氧气含量直接调控组蛋白赖氨酸去甲基化酶（KDM）活性，改变组蛋白甲基化水平调控基因表达影响细胞分化。
该发现暗示了在肿瘤分化发生过程中缺氧环境的关键表观调控机制，揭示了一种新型的抗癌药物相关思路。
03
Nature：组蛋白修饰特异性介导RNA m6A修饰发生
2019年3月14日，Nature杂志报道了美国希望之城国家医疗中心陈建军教授团队联合中山大学杨建华教授团队、芝加哥大学何川教授团队以及辛辛那提儿童医院黄刚教授团队，在组蛋白修饰与RNA m6A修饰领域的突破性报道。
研究者通过组蛋白修饰以及基因组大数据分析发现转录组m6A修饰与组蛋白H3K36me3信号高度重叠，当细胞内H3K36me3水平降低时，m6A修饰同时下降，表明二者之间潜在的调控关系。并最终发现m6A甲基转移酶复合物MTC关键亚基METTL14能够作为H3K36me3的reader直接识别并结合H3K36me3，促进m6A MTC于毗邻的RNA聚合酶II结合，从而将m6A MTC递送到活跃的转录新生RNA，发生m6A甲基化。
04
Nature：David Allis实验室揭示人类致癌组蛋白突变谱图
2019年3月20日，Nature杂志报道了洛克菲勒大学David Allis教授团队联合普林斯顿大学Tom W. Muir教授团队在致癌组蛋白（oncohistone）方面的工作，揭示了完整的人类致癌组蛋白突变谱。
研究者对3143个人类癌症样本数据进行分析，共发现4025种组蛋白突变体，除了组蛋白H3.3的致癌突变以外，在组蛋白H3.1/3.2、H2A、H2B和H4中也发现了致癌突变，且这些突变不仅存在于组蛋白游离N端，也在组蛋白球形结构域中发现，证明了oncohistone发生的普遍性与广泛性。
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参考文献：
1. Farrelly LA, et al., 2019, Histone serotonylation is a permissive modification that enhances TFIID binding to H3K4me3. Nature.
2. Gallipoli P, et al., 2019, Histone modifiers are oxygen sensors. Science.
3. Huang H, et al., 2019, Histone H3 trimethylation at lysine 36 guides m6A RNA modification co-transcriptionally. Nature.
4. Nacev BA, et al., 2019, The expanding landscape of 'oncohistone' mutations in human cancers. Nature.
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