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第一作者讲坛----“组蛋白赖氨酸甲基化修饰相关蛋白的结构与功能研究”

3月23日下午,第127期“第一作者讲坛”在中科院上海教育基地一楼报告厅举行。来自杜嘉木课题组的博士研究生杨振林同学应邀为一年级新生做了题为“组蛋白赖氨酸甲基化修饰相关蛋白的结构与功能研究”的精彩报告,并分享了他在这几年研究生涯中的心得与体会。全体一年级新生和部分其他年级学生参加了报告会。

组蛋白修饰在生物体生长发育过程中发挥着至关重要的作用,它与基因沉默、基因激活、肿瘤生成、染色体形态建成以及遗传物质修复等生物学问题密切相关。对其分子机制的研究为我们探索生命本质以及开发相应的靶点药物提供了理论依据。先前的研究表明拟南芥JMJ14是一个含有jumonji结构域的组蛋白H3K4me3的去甲基化酶,从序列分析上属于KDM5亚家族。拟南芥的JMJ14已报道具有调控开花、RNA介导的基因沉默以及DNA甲基化等重要的生理过程,但是其底物识别机制也不是很清楚。JMJ14是一个H3K4me3和me2的去甲基化酶,而对me1作用不明显。而后利用X射线晶体衍射的方法解析了JMJ14处于apo状态和底物复合物状态的结构。JMJ14主要有jumonji、helical以及C5HC2三个结构域组成,其中jumonji以及C5HC2结构域上的3个酸性氨基酸与组蛋白小肽上H3R2和H3Q5发生了大量的氢键以及盐键的相互作用,形成特异性识别。将这几个酸性氨基酸突变之后,JMJ14的体内酶活显著下降,表明这几个氨基酸确实参与了底物识别。此外,由于人源KDM5家族蛋白是一个重要的抗癌药物靶标,而其底物识别机制还不是很清楚。通过氨基酸序列和三维结构比对发现,JMJ14参与底物识别的氨基酸在KDM5B中也非常保守,暗示它们采用了相似的底物识别机制。之后将KDM5B中相应的氨基酸突变后其酶活明显下降,证明了以上猜想。该项工作不仅解析了以JMJ14为代表的KDM5亚家族H3K4me3去甲基化酶的去甲基化机制,还为以人源KDM5为靶标的抗癌药物开发提供了理论基础。相关论文已于2018年1月30日在线发表于《The Plant Cell》杂志。

杨振林同学与大家分享了他的科研感悟。他认为,无论课题的大小,我们都应该全身心的投入到研究工作中,发现决定实验成败的关键细节问题。另外,我们还要注重与导师和实验室周围同事的交流,学习从他人的工作中获得经验,这样才能最大限度的少走弯路,节约宝贵的实验时间。

同学们还对选择导师,如何协调学习与科研工作的关系以及开题、转博等问题与杨正林同学进行交流,气氛轻松而活跃。第一作者讲坛主持人王蔷老师高度评价了杨振林同学的工作,同时期待在座的同学们在生活学习中能保持乐观向上的态度,不惧困难,努力寻找解决问题的方法。最后,报告在掌声和笑声中圆满结束。



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