PNAS:清华大学孙方霖研究组发表果蝇表观遗传调控研究成果

摘要 : 2015年10月27号，《美国科学院院报》(PNAS)是在线发表清华大学医学院表观遗传学与癌症研究所孙方霖与倪建泉教授研究组联合发表的一项研究进展

2015年10月27号，《美国科学院院报》(PNAS)是在线发表清华大学医学院表观遗传学与癌症研究所孙方霖与倪建泉教授研究组联合发表的一项研究进展，研究人员发现，细胞周期依赖性蛋白激酶12(CDK12)介导的异染色质重塑与果蝇的神经元功能有关。该研究的第一作者是清华大学博士研究生潘丽霞，孙方霖与倪建泉教授为论文通讯作者。同济大学生命学院李伟教授研究组的研究生也参与了该研究的相关工作。

表观遗传学的研究在过去近30年的时间里一直是国际上生命医学研究的热点领域。表观遗传调控对个体发育、许多重大疾病的发生与发展及干细胞分化与重编程等很多生命活动起着十分重要的作用。本研究指出CDK12能够影响异染色质在常染色质臂上的分布。去除CDK12可以在常染色质臂上观察到异染色质富集(尤其是在X染色体上)，减少相应基因的转录，引起神经元的功能缺陷。由此可见，CDK12可以控制常染色质和异染色质之间的表观遗传学转变。这项研究不仅有助于理解天然染色体环境中的染色质区域调控，还揭示了CDK12在神经元功能中的调控作用。

孙方霖研究组利用模式生物表明，表观遗传调控特别是性染色体上的染色质高级结构重塑可以调控动物的学习记忆能力及行为。该研究成果为揭示表观遗传关键因子在染色质高级结构的重塑的分子机制提供了重要线索，为表观遗传调控在神经系统中的功能及动物行为的研究提供了一个新的证据。

原文链接：

Heterochromatin remodeling by CDK12 contributes to learning in Drosophila

原文摘要：

Dynamic regulation of chromatin structure is required to modulate the transcription of genes in eukaryotes. However, the factors that contribute to the plasticity of heterochromatin structure are elusive. Here, we report that cyclin-dependent kinase 12 (CDK12), a transcription elongation-associated RNA polymerase II (RNAPII) kinase, antagonizes heterochromatin enrichment in Drosophila chromosomes. Notably, loss of CDK12 induces the ectopic accumulation of heterochromatin protein 1 (HP1) on euchromatic arms, with a prominent enrichment on the X chromosome. Furthermore, ChIP and sequencing analysis reveals that the heterochromatin enrichment on the X chromosome mainly occurs within long genes involved in neuronal functions. Consequently, heterochromatin enrichment reduces the transcription of neuronal genes in the adult brain and results in a defect in Drosophila courtship learning. Taken together, these results define a previously unidentified role of CDK12 in controlling the epigenetic transition between euchromatin and heterochromatin and suggest a chromatin regulatory mechanism in neuronal behaviors.

doi: 10.1073/PNAS.1502943112

作者：孙方霖

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