8月21日，國際學(xué)術(shù)期刊Nature Communications在線發(fā)表了中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心(生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所)陳勇研究組的最新研究成果“Taf14 recognizes a common motif in transcriptional machineries and facilitates their clustering by phase separation”，揭示了Taf14分子參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和分子機(jī)制。

　　釀酒酵母Taf14蛋白，也稱為Anc1，Taf30，Tfg3和Swp29，在轉(zhuǎn)錄調(diào)控中具有重要作用。Taf14調(diào)節(jié)多種細(xì)胞進(jìn)程，包括細(xì)胞骨架的形成、染色體維持、細(xì)胞周期進(jìn)程、DNA損傷修復(fù)和酵母代謝周期等。與它的多種功能一致，Taf14在多種轉(zhuǎn)錄相關(guān)復(fù)合物中被發(fā)現(xiàn)，包括染色質(zhì)重塑復(fù)合物SWI / SNF，INO80和RSC，乙酰基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物NuA3，通用轉(zhuǎn)錄因子TFIID和TFIIF，以及轉(zhuǎn)錄中介體復(fù)合物Mediator等。目前，Taf14如何與這些復(fù)合物相互作用以及在這些復(fù)合物中的功能尚不清楚。一旦敲除Taf14，可能會(huì)影響所有與Taf14相關(guān)的復(fù)合物的功能，所以很難分析Taf14在每個(gè)復(fù)合物中的特定作用。

　　在本研究中，陳勇研究組首先從Taf14和染色質(zhì)重塑復(fù)合物RSC的聯(lián)系著手，發(fā)現(xiàn)Taf14的C末端結(jié)構(gòu)域(Taf14ET)可以識(shí)別RSC復(fù)合物催化亞基Sth1上的一段多肽EBM (ET-binding motif)，并通過核磁共振解析了Taf14ET-Sth1EBM復(fù)合物結(jié)構(gòu)。通過結(jié)構(gòu)分析，找到了可以精確破壞Taf14和Sth1之間相互作用的突變體而不影響其他Sth1或Taf14介導(dǎo)的相互作用。利用該突變體，發(fā)現(xiàn)破壞Taf14和RSC的相互作用，會(huì)導(dǎo)致菌株出現(xiàn)高溫敏感、高滲透壓敏感以及部分DNA損傷藥物敏感等表型，引起酵母代謝通路以及熱休克通路等相關(guān)基因的表達(dá)變化。

　　研究人員進(jìn)而發(fā)現(xiàn)Taf14的ET結(jié)構(gòu)域可以識(shí)別來自多個(gè)轉(zhuǎn)錄相關(guān)復(fù)合物(包括RSC，SWI / SNF，INO80，NuA3，TFIID和TFIIF)的相應(yīng)結(jié)合蛋白中的共同基序，且具有相同的結(jié)合模式，為后續(xù)研究Taf14在其他復(fù)合物中的功能提供了相應(yīng)的突變位點(diǎn)信息。

　　此外，研究人員發(fā)現(xiàn)Taf14的ET結(jié)構(gòu)域可以發(fā)生液-液相分離(LLPS)，且結(jié)合蛋白(如Sth1或Snf5)的結(jié)合極大的促進(jìn)了Taf14的LLPS。Taf14可以招募多個(gè)結(jié)合蛋白進(jìn)入到同一個(gè)相變液滴中。這些結(jié)果暗示Taf14可能充當(dāng)多功能核樞紐，富集多種轉(zhuǎn)錄機(jī)器來高效實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄激活。

　　Taf14除含有C段的ET結(jié)構(gòu)域用于介導(dǎo)蛋白質(zhì)相互作用，還包含一個(gè)N段的YEATS結(jié)構(gòu)域用于識(shí)別組蛋白上的酰化賴氨酸修飾?；赥af14的研究，研究人員定義了一類同時(shí)具有YEATS結(jié)構(gòu)域和ET結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)家族(YET家族)，包括酵母Taf14，Sas5和人源AF9，ENL等，并揭示了YET家族和常見的BET家族(含有Bromo和ET結(jié)構(gòu)域)在結(jié)構(gòu)特征和生化活性上的異同。

　　該發(fā)現(xiàn)不僅揭示了Taf14與多種轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，闡釋了Taf14通過相變富集多種轉(zhuǎn)錄機(jī)器來實(shí)現(xiàn)高效轉(zhuǎn)錄的新機(jī)制，而且表明了Taf14所在的YET家族蛋白可能用一種通用的機(jī)制參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控，為YET家族蛋白(如ENL和AF9)驅(qū)動(dòng)的相關(guān)疾病治療提供了新的藥物設(shè)計(jì)靶標(biāo)線索。

　　分子細(xì)胞卓越中心陳勇組實(shí)習(xí)研究員陳國超、博士研究生王多以及國家蛋白質(zhì)科學(xué)中心核磁系統(tǒng)吳斌為本文共同第一作者。陳勇研究員為通訊作者。該研究得到了分子細(xì)胞卓越中心周金秋研究員，分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心覃重軍研究員，以及華東理工大學(xué)全舒教授的大力支持。與此同時(shí)，該研究受到了中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)B類專項(xiàng)和國家自然科學(xué)基金委的經(jīng)費(fèi)支持，以及張江實(shí)驗(yàn)室國家蛋白質(zhì)科學(xué)研究(上海)設(shè)施核磁系統(tǒng)、規(guī)?；鞍踪|(zhì)制備系統(tǒng)以及顯微鏡系統(tǒng)的大力幫助。