组蛋白去乙酰化酶复合物SET3的转录激活机制的研究

According to the classic epigenetic theory, histone deacetylase is usually involved in the transcriptional repression. However, recent study revealed a role of histone deacetylase in transcriptional activation, which emerges as a hotspot in the epigenetic field. SET3 is a conserved histone deacetylase complex. Both yeast and mammalians contain its homologous complex. SET3 complex is implicated in the transcription activation, but detail mechanism is still unclear. In this study, we plan to use Schizosaccharomyces pombe as a model, to identify the binding partners of the core subunit of SET3 complex, and to identify the co-operations between SET3 complex and other epigenetic pathways during transcriptional activation. We will also check whether the mechanism of SET3 complex is conserved in mammals. This study seeks to provide a better understanding of general mechanism of transcriptional activation by histone deacetylase, and might also help to study the role of SET3 homologous complex in human disease and development.

表观遗传学的传统观点认为，组蛋白去乙酰化酶通常与转录抑制相关，但近年来的研究表明，去乙酰化酶也参与了转录的激活，因此对于该过程的研究是目前表观遗传领域的热点之一。SET3是一个在进化上很保守的组蛋白去乙酰化酶复合物，在酵母和哺乳动物中都有它的同源复合物。SET3复合物参与了基因的转录激活，但是该过程的分子机制仍不清楚。本课题将以裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)作为模式生物，利用前期构建的缺失突变体文库及筛选平台,通过鉴定SET3复合物与其他表观遗传途径之间的联系，以及鉴定SET3复合物核心亚基的结合蛋白，来研究SET3复合物调控转录激活的分子机制。本课题还将进一步研究SET3复合物的作用机制在哺乳动物中的保守性。本研究将有助于阐明组蛋白去乙酰化酶调控转录激活的机制，同时为研究SET3同源复合物在人类疾病和发育中发挥的作用奠定基础。

SET3 是一个在进化上很保守的组蛋白去乙酰化酶复合物，在酵母和哺乳动物中都有它的同源复合物。SET3 复合物参与了基因的转录延伸和转录激活，但是该过程的分子机制仍不清楚。本课题以裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)作为模式生物，利用含有近3000个非必须基因的缺失突变的文库，构建了这些非必须基因与set3+的双突变体菌株文库。本课题定量检测了单突变体和双突变体对转录延伸抑制药物6-氮尿嘧啶(6AU)的敏感度，发现5个对于6-AU敏感的双突变体，说明这些基因可能与Set3共同参与了6AU的代谢调控。此外，该筛选还发现了66个对于6AU敏感的单突变体，其中60个是首次报道。对6AU敏感的突变体，通常存在转录延伸的缺陷。本研究构建了含有不同长度的3’-UTR的转录本的报告系统，检测了对6AU敏感突变体的转录延伸效率。结果发现ncs1set3双突变体的长转录本的转录效率下降。ncs1+ 编码一个Ca2+离子通道的负调控蛋白，该结果提示Ca2+离子所介导的信号通路与Set3一同促进了转录延伸。此外，本研究还发现了nab2, nxt1, rhp18, SPAC24C9.08和clr3单突变体的转录延伸效率下降。本课题完善了6AU敏感突变体的谱系，同时揭示Set3与Ncs1在转录延伸中的联系，并为深入研究转录延伸机制提供了重要的靶标。该项研究发表在Yeast上。.本课题也关注了转录激活因子在转录以外的新功能。Spt20是著名的转录共激活复合物SAGA的结构亚基。本课题发现Spt20的缺失会造成细胞分离的缺陷，引起细胞倍性的增加。Spt20对于细胞分离的调控并不依赖于SAGA。Spt20直接与肌动蛋白结合，调控了肌动蛋白的稳定性。该项研究揭示一种细胞分离调控的新机制，同时也揭示了转录复合物亚基多元化的功能。该项研究成果发表于J Cell Sci。