尚永丰院士团队《Molecular Cell》揭示组蛋白丁烯酰化的调控机制及生物学意义
近年来，随着高分辨质谱技术的应用，新发现了一系列新型组蛋白翻译后修饰，急需对这些新的修饰的调控机制和生物学意义进行研究。赖氨酸丁烯酰化是其中一种近期发现的新型组蛋白翻译后修饰，已有证据表明，组蛋白赖氨酸丁烯酰化与基因的转录激活相关。但如何去除/负调控组蛋白赖氨酸丁烯酰化目前还不清楚，组蛋白赖氨酸丁烯酰化的生物学意义也需进一步探索。
尚永丰院士团队研究发现转录辅抑制因子CDYL具有负调控组蛋白赖氨酸丁烯酰化的功能。实验表明，CDYL负调控组蛋白丁烯酰化并不是通过直接从底物赖氨酸上去除丁烯酰基的方式实现的，而是利用CDYL的丁烯酰辅酶A水合酶活性催化丁烯酰辅酶A转变成β羟基丁酰辅酶A，降低了丁烯酰基供体丁烯酰辅酶A的含量，从而实现了对组蛋白赖氨酸丁烯酰化的负调控。进一步的研究发现CDYL负调控组蛋白赖氨酸丁烯酰化与CDYL抑制基因转录有内在联系；CDYL负调控组蛋白赖氨酸丁烯酰化在功能上参与了精子发生过程中圆形精子期性染色质相关基因的重新激活和延长形精子期组蛋白置换。此外，研究团队构建了Cdyl的转基因小鼠，发现这些小鼠的组蛋白丁烯酰化修饰明显失调，雄性Cdyl转基因小鼠出现附睾精子数目减少、精子活力减弱的特征，且Cdyl转基因小鼠雄性生殖能力明显降低。
该项研究是尚永丰院士团队在组蛋白修饰和表观遗传领域的又一重大突破，本研究发现了一条调控组蛋白赖氨酸丁烯酰化的生化通路、揭示了一种新的表观遗传调控机制。研究成果表明CDYL利用其丁烯酰辅酶A水合酶活性来调控组蛋白赖氨酸丁烯酰化和精子发生，这对于进一步认识男性生殖和由于AZFc (Azoospermia Factor c)缺失导致的不育男性中精子生成障碍的作用机制具有重要意义。
本项目研究得到国家自然科学基金、科技部“973”计划资助。