不要错过今晚的线上讲座直播 | Nat. Struct. Mol. Biol.：可视化揭示表观遗传调控蛋白MeCP2作用分子机制

iNature · 公众号 · · 2024-12-03 08:59

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甲基 -CpG 结合蛋白 2 （ Methyl-CpG-binding protein 2 ， MeCP2 ）是基因表达的关键调节因子，主要因其在 CpG 位点与甲基化 DNA 结合以抑制基因活性的作用而为人所知。 MeCP2 突变会导致 Rett 综合征，这是一种主要影响年轻女性的神经发育障碍，目前尚无治愈方法。 MeCP2 已被发现在转录过程中可以与多种调节蛋白相互作用，并影响全基因组的基因表达水平。然而， MeCP2 发挥其功能的分子机制至今仍然是一个巨大的谜团。

2024 年 8 月 20 日，洛克菲勒大学的 刘诗欣(Shixin Liu)等 在国际知名学术期刊 Nature Structural & Molecular Biology 上发表了题为Differential dynamics specify MeCP2 function at nucleosomes and methylated DNA的研究，首次系统地揭示了 MeCP2 及其Rett综合征突变体在DNA和染色质底物上的动力学分子机制。

该研究通过动态单分子荧光光镊显微技术（C-Trap）对MeCP2的作用机制进行可视化分析，发现 M eCP2 可以在未甲基化的DNA上滑动，而在甲基化 DNA 上的移动速度明显较慢。此外，MeCP2的多种RTT突变会显著影响蛋白在DNA上的结合能力及其滑动行为。同时，通过使用外加机械力发现，MeCP2能够增强核小体的机械力稳定性。

MeCP2与DNA相互作用的分子机制

MeCP2可在未甲基化的裸DNA区域快速滑动，并在遇到甲基-CpG位点时被捕获，执行甲基化依赖性活动，例如募集转录共阻遏蛋白等。此外，MeCP2会与核小体稳定结合并保护它们免受机械扰动，这种相互作用还促进了MeCP2的结合伴侣募集到核小体位点。核小体可以作为分子海绵，有效捕获MeCP2，从而减少与裸DNA结合的MeCP2的分子数量。

从中科大少年班到哈佛大学、UC伯克利，再到成为洛克菲勒大学的助理教授，刘诗欣教授始终站在单分子生物研究的前沿。刘教授实验室专注于DNA复制与基因表达过程中的分子机制，在过去5年里使用C-Trap 在高水平期刊上（ (Nature, C ell等）发表了13篇文章，平均影响因子14.7。

本次 线上直播讲座 LUMICKS有幸邀请到 刘诗欣 (Shixin Liu) 教授 做报告，带您一起探究对DNA和染色质的分子机器的新见解。