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揭示五羥色胺活化基因表達的組蛋白修飾會話機制

2021.2.04

　　PNAS?

　　五羥色胺，又稱血清素

　　(serotonin)，是一類神經遞質，對情緒等神經生物學事件有重要的調控作用（專家點評Nature丨你的情緒信號或可印記到組蛋白上——首次報道組蛋白五羥色胺化修飾及其生物學功能）。五羥色胺廣泛存在于哺乳動物組織中，除中樞神經組織外，其主要外周產生部位是胃腸道，約90%合成和分布于腸嗜鉻細胞。Ian Maze課題組曾于2019年在Nature雜志發表論文，首次報道了H3Q5ser修飾的存在，以及“H3K4me3Q5ser”修飾組合對基因表達和神經發育的影響（Nature，2019，567：535–539）。該工作把五羥色胺這一內源生物活性小分子與表觀遺傳修飾調控聯系了起來，啟示了營養代謝除為細胞活動提供物質、能量和信號之外的“信息”功能。由于H3Q5緊鄰H3K4位點，因此H3Q5ser修飾很可能對H3K4me3修飾的催化和識別產生影響。

　　2月2日，清華大學醫學院李海濤課題組攜手普林斯頓大學Tom Muir課題組和西奈山醫學院Ian Maze課題組于PNAS在線發表題為

　　Histone H3Q5 serotonylation stabilizes H3K4 methylation and potentiates its readout

　　的研究論文，報道了組蛋白H3Q5五羥色胺化修飾（H3Q5ser）對于轉錄起始標志H3K4三甲基化（H3K4me3）修飾的影響。該研究發現H3Q5Ser不影響鄰近H3K4me3的酶促產生，可促進H3K4me3下游閱讀器的識別，但抑制了H3K4me3的酶促消除，從而穩定H3K4me3修飾并強化其基因活化功能。


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