8月28日，國際知名學(xué)術(shù)期刊Nature Communications在線發(fā)表了中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所葉明亮研究組、中國科學(xué)院分子細胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細胞生物學(xué)研究所）程紅研究組、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所李國輝研究組以及中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所王澤峰研究組的合作研究成果：“Metabolic labeling based methylome profiling enables functional dissection of histidine methylation in C3H1 zinc fingers”。該研究利用一種新的全景式蛋白質(zhì)甲基化分析技術(shù)，揭示了組氨酸甲基化對維持C3H1鋅指結(jié)構(gòu)的必要性，并發(fā)現(xiàn)組氨酸甲基化對U2AF1 3’剪接位點的識別與外顯子剪接的重要輔助作用，拓寬了對蛋白質(zhì)甲基化在生物學(xué)過程中的調(diào)控功能的認(rèn)知。

蛋白質(zhì)甲基化作為一種關(guān)鍵的翻譯后修飾，在多種生理過程中扮演著重要角色。盡管精氨酸和賴氨酸甲基化已被廣泛研究，但其他氨基酸側(cè)鏈的甲基化修飾由于缺乏有效的分析方法，至今仍未得到充分解析。

在葉明亮研究員、程紅研究員、李國輝研究員以及王澤峰研究員的指導(dǎo)下，研究人員利用新開發(fā)的同位素標(biāo)記偶聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)，鑒定到了多個C3H1鋅指蛋白上的組氨酸甲基化修飾及其對應(yīng)的甲基轉(zhuǎn)移酶CARNMT1。

為了研究組氨酸甲基化修飾的生物學(xué)功能，研究人員以CARNMT1底物蛋白U2AF1為切入口，通過對CARNMT1 KO細胞與U2AF1 KD細胞的RNA-seq，發(fā)現(xiàn)甲基化的缺失會導(dǎo)致大量U2AF1相關(guān)的可變剪接事件的發(fā)生。進一步地，對U2AF1的eCLIP結(jié)果顯示，甲基化的缺失會顯著降低U2AF1對3’剪接位點的識別能力。分子模擬結(jié)果顯示，組氨酸甲基化修飾有助于維持鋅指結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提示該修飾是調(diào)控鋅指蛋白活性的一種普遍機制。

大連化學(xué)物理研究所王科云博士，分子細胞卓越中心張力博士、上海營養(yǎng)與健康研究所張思蕊博士、大連化學(xué)物理研究所劉野博士、毛家維博士、劉震博士為該文的共同第一作者。大連化學(xué)物理研究所葉明亮研究員、分子細胞卓越中心程紅研究員、大連化學(xué)物理研究所李國輝研究員以及上海營養(yǎng)與健康研究所王澤峰研究員為該論文的共同通訊作者。感謝分子細胞卓越中心細胞分析技術(shù)平臺與分子生物學(xué)技術(shù)平臺的大力支持。該項研究工作得到國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項以及中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所創(chuàng)新基金等項目的支持。

文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-51979-2

組氨酸甲基化幫助維持C3H1鋅指結(jié)構(gòu)，并且輔助U2AF1執(zhí)行剪接功能