The histone mark H3K36me3 regulates human DNA mismatch repair through its interaction with MutSα

doi:10.1016/j.cell.2013.03.025

.2013年4月25日；153(3):590-600.

doi:10.1016/j.cell.2013.03.025。

组蛋白标记H3K36me3通过与MutSα的相互作用调节人类DNA错配修复

冯丽¹, 毛国根, 丹东, 黄健, 李亚古, 魏阳, 李国民

附属公司

PMID： 23622243
预防性维修识别码： PMC3641580型
内政部： 2016年10月10日/j.cell.2013.03.025

组蛋白标记H3K36me3通过与MutSα的相互作用调节人类DNA错配修复

冯丽等。单元格. 2013.

.2013年4月25日；153(3):590-600.

doi:10.1016/j.cell.2013.03.025。

作者

冯丽¹, 毛国根, 丹东, 黄健, 李亚古, 魏阳, 李国民

附属

¹肯塔基大学医学院马基癌症中心毒理学研究生中心，美国肯塔基州列克星敦40506。

PMID： 23622243
预防性维修识别码： PMC3641580型
内政部： 2016年10月10日/j.cell.2013.03.025

摘要

DNA错配修复（MMR）通过纠正DNA复制过程中产生的错配来确保复制保真度。尽管人类MMR已经在体外重建，但MMR在体内是如何发生的尚不清楚。在这里，我们发现表观遗传学组蛋白标记H3K36me3在体内是必需的，以通过与hMSH6 PWWP结构域的直接相互作用将错配识别蛋白hMutSα（hMSH2-hMSH6）募集到染色质上。G1期和早期S期H3K36me3的丰度确保了hMutSα在DNA复制过程中引入错误之前富集在染色质上。缺乏H3K36三甲基转移酶SETD2的细胞表现出微卫星不稳定性（MSI）和较高的自发突变频率，这是MMR缺陷细胞的特征。这项工作揭示了组蛋白标记调节人类细胞中的MMR，并解释了MSI阳性癌细胞在已知MMR基因中缺乏可检测突变的长期困惑。

PubMed免责声明

数字

**图1。与H3K36me3相互作用的PWWP域和结构模型**
（A） hMSH6的结构域和PWWP模块的序列比对。上部面板显示hMSH6的域结构。PIP、PCNA相互作用蛋白基序；NLS，核定位信号。下部面板显示了具有代表性的人类PWWP域的对齐。蓝色圆点表示形成芳香笼并与H3K36me3结合的残基。对齐蛋白为hMSH6、BRPF1、WHSC1_N、WHSC2_C、ZDWPW1和HDGF。（B） PWWP结构域与含H3K36me3的H3肽之间的相互作用。与H3K36me3肽（PDB:2X4Y）结合的BRPF1 PWWP结构域的晶体结构如左图所示。BRPF1没有Trp残基，而是包含PSYP序列（以黄色显示）。具有正宗PWWP基序的hMSH6 PWWP结构域的结构是在缺少H3肽（PDB:2GFU）的情况下通过NMR（Laguri等人，2008）确定的。BRPF1复合物中的H3肽与人类hMSH6（右图）重叠两个蛋白质的保守PWWP结构域后显示。芳香笼（蓝色）包围着三甲基Lys。hMSH6中W106和F133的旋转异构体构象可能必须在H3K36me3结合后进行调整。

**图2。MSH6 PWWP结构域与含有H3K36me3的组蛋白八聚体相互作用**
（A）野生型GST-PWWP肽与天然组蛋白八聚体（从HeLa细胞纯化）或重组组蛋白八聚体相互作用的GST下拉分析。除非另有说明，否则本图中标有星号的八聚体通过考马斯蓝染色检测，未标记的蛋白质通过银染色或使用针对所示成分的抗体进行免疫印迹检测。（B）天然组蛋白八聚体与重组野生型（WT）或突变型（PAAP）PWWP肽之间相互作用的GST下拉分析。（C）如图所示，通过生物素标记的H3肽在K36中含有各种形式的甲基化进行hMutSα下拉分析。结合hMutSα被洗脱并用hMSH6抗体检测。以K36me3多肽反应中的hMutSα水平作为参考，测定相对hMutS-α结合。（D）如图所示，含有K36me3的H3肽与具有野生型或突变PWWP结构域的hMutSα的相互作用。实验按（C）进行。（E）重组组蛋白H3与化学安装在36位的三甲基赖氨酸类似物（H3Kc36me3/Kc36me3）形成组蛋白八聚体，与其他组蛋白（即H2A、H2B和H4）形成的效率与重组野生型组蛋白H三（K36）相同。（F）含有H3Kc36me3和hMutSα的组蛋白八聚体与野生型（WT）或突变型（PAAP）PWWP结构域的共免疫沉淀。hMSH2抗体用于下拉。使用H3K36me3特异性抗体检测下拉中H3Kc36me3的存在。

**图3。hMSH6 PWWP结构域在MMR中的作用及其与H3K36me3的相互作用**
（A）体外MMR测定野生型（WT）或突变型（PAAP或Δ340）PWWP结构域hMutSα恢复MMR的能力*hMSH2型*-所述NALM6核提取物缺乏（Zhang等人，2005年）。HeLa核提取物（HL）作为阳性对照。箭头表示维修产品。（B）表达含有WT或突变PWWP结构域的EGFP-hMSH6细胞的荧光成像*小时MSH6*-S期DLD-1细胞缺陷。（C）转染含有WT或突变PWWP结构域的EGFP-hMSH6的DLD-1细胞中每个核的hMSH6病灶数。“n”值表示在给定情况下分析的原子核总数。误差条代表SD。（D）Western blot分析显示，用打乱的shRNA（对照）或SETD2特异性shRNA稳定转染的DLD-1细胞中所示蛋白的表达。（E）在S期表达野生型EGFP-hMSH6的SETD2敲除或对照DLD-1胞体的荧光成像。

**图4。SETD2/H3K36me3耗竭改变hMSH6核定位**
（A） Western blot分析显示，在稳定转染了打乱shRNA（对照）和两种不同shRNA的HeLa细胞中，指示蛋白的表达*设置D2*-特定shRNAs(*设置D2*). （B）在S或G2/M期的对照和shSETD2-HeLa细胞中，hMSH6和H3K36me3病灶的形成和共定位。（C）对照组和shSETD2-HeLa细胞中每个核的hMSH6病灶数。“n”值表示在给定情况下分析的原子核总数。误差条代表SD。（D）Western blot分析显示对照HeLa细胞G1、S或G2/M期hMSH6和H3K36me3的丰度。S期分为早期（E）、中期（M）和晚期（L）亚期。（E）从三个独立的Western blot定量hMSH6或H3K36me3在不同细胞周期阶段的表达。G1中每种蛋白质的强度用作负载校正后的参考（即微管蛋白的强度）。误差条代表SD。另请参见图S1和S2。

**图5。SETD2缺失的HeLa细胞表现出突变表型**
（A）分析来自对照和shSETD2-HeLa细胞的亚克隆中四个微卫星标记的PCR产物模式。黑色Δ或星号表示克隆分别表现出重复标记缺失或新重复物种。（B）*高效放射治疗*对照组和shSETD2-HeLa和DLD-1细胞的变异性。数据以平均+/−SD表示。以对照HeLa的突变频率为参考，计算突变频率的折叠增加，并使用t检验确定第页值。（C）使用从对照和shSETD2 HeLa细胞分离的核提取物进行体外MMR测定。另请参见图S3。

**图6。癌细胞缺陷*设置D2*表现出典型的MMR缺乏表型**
（A） ccRCC细胞系UOK121和UOK143中SETD2和H3K36me3的Western blot分析。（B） H3K36me3和hMSH6在S期ccRCC细胞系UOK121和UOK143中的核定位。（C） UOK121和UOK143细胞中每个核的hMSH6病灶数。“n”值表示每种情况下分析的原子核总数。误差条表示UOK121和UOK143细胞亚克隆中微卫星BAT25、BAT26和D5S346的SD（D）PCR分析。红色Δ或星号表示克隆分别表现出重复标记缺失或新重复物种。（E） H3K36me3和hMSH6在转染或不转染酵母的UOK143细胞中的核定位*设置2*S相。另请参见图S4。

**图7。hMutSα向染色质和错配DNA募集的模型**
在G1晚期和/或S早期，SETD2将H3K36me2转换为H3K365me3。H3K36me3在DNA复制开始前通过与hMSH6 PWWP结构域的相互作用将hMutSα招募到染色质上。在DNA复制过程中，核小体解体使裸露的DNA暴露在复制机器中，并破坏H3K36me3-PWWP相互作用，从而从组蛋白八聚体中释放hMutSα。hMutSα具有很强的DNA结合活性，无论是否与PCNA相互作用，都能很容易地与新生DNA结合。一旦引入失配，hMutSα可以快速识别失配以启动MMR反应。另请参见图S5。

请参阅PMC中的此图像和版权信息

中的注释

按你的标记，取得SET（D2），开始！H3K36me3启动DNA错配修复。
施密特CK，Jackson SP。 Schmidt CK等人。单元格。2013年4月25日；153(3):513-5. doi:10.1016/j.cell.2013.04.018。单元格。2013 PMID：23622237

类似文章

H3K36me3介导的错配修复优先保护活性转录基因免受突变。
Huang Y，Gu L，Li总经理。黄毅等。生物化学杂志。2018年5月18日；293（20）：7811-7823。doi:10.1074/jbc。RA118.002839。Epub 2018年4月2日。生物化学杂志。2018 PMID：29610279 免费PMC文章。
H3K36me3、甲基转移酶SETD2和错配识别蛋白MutSα之间的相互作用促进了人类细胞中DNA氧化损伤的处理。
郭S，方J，徐伟，奥尔特加J，刘CY，顾L，常Z，李总经理。郭S等。生物化学杂志。2022年7月；298(7):102102. doi:10.1016/j.jbc.2022.102102。Epub 2022年6月3日。生物化学杂志。2022 PMID：35667440 免费PMC文章。
组蛋白密码的解码：H3K36me3在错配修复中的作用以及对癌症易感性和治疗的影响。
李总经理。李总经理。癌症研究，2013年11月1日；73(21):6379-83. doi:10.1158/0008-5472.CAN-13-1870。Epub 2013年10月21日。 2013年癌症研究。 PMID：24145353 免费PMC文章。审查。
癌驱动型H3G34V/R/D突变阻断H3K36甲基化和H3K36me3-MutSα相互作用。
方J、黄Y、毛G、杨S、伦内特G、顾L、李H、李GM。方杰等。美国国家科学院院刊2018年9月18日；115(38):9598-9603. doi:10.1073/pnas.1806355115。Epub 2018年9月4日。美国国家科学院院刊2018。 PMID：30181289 免费PMC文章。
组蛋白编码和翻译后修饰对真核细胞错配修复的调控。
Li F、Ortega J、Gu L、Li GM。李峰等。 DNA修复（Amst）。2016年2月；38:68-74. doi:10.1016/j.dnarep.2015.11.021。Epub 2015年12月8日。 DNA修复（Amst）。2016 PMID：26719139 免费PMC文章。审查。

查看所有类似文章

引用人

组蛋白H3K36的二甲基化和三甲基化在DNA双链断裂修复中起着不同的作用。
陈锐、赵美杰、李颖、刘亚赫、王丽霞、梅艳霞、陈霞、杜海恩。 Chen R等。中国生命科学。2024年6月；67(6):1089-1105. doi:10.1007/s11427-024-2543-9。Epub 2024年2月29日。中国生命科学。2024 PMID：38842635
核小体中的DNA修复：来自组蛋白修饰和突变体的见解。
Selvam K、Wyrick JJ、Parra MA。 Selvam K等人。国际分子科学杂志。2024年4月16日；25(8):4393. doi:10.3390/ijms25084393。国际分子科学杂志。2024 PMID：38673978 免费PMC文章。审查。
局部DNA低甲基化导致亚基因水平的突变率异质性。
Mas-Ponte D、Supek F。 Mas-Ponte D等人。《核酸研究》2024年5月8日；52(8):4393-4408. doi:10.1093/nar/gkae252。核酸研究2024。 PMID：38587182 免费PMC文章。
H3K4me1在植物中招募DNA修复蛋白。
Quiroz D、Oya S、Lopez-Mateos D、Zhao K、Pierce A、Ortega L、Ali A、Carbonell-Bejerano P、Yarov-Yarovoy V、Suzuki S、Hayashi G、Osakabe A、Monroe G。 Quiroz D等人。植物细胞。2024年5月29日；36(6):2410-2426. doi:10.1093/plcell/koae089。植物细胞。2024 PMID：38531669
关于两种途径的故事：DNA错配修复缺陷和微卫星不稳定性高的子宫内膜癌免疫检查点抑制剂综述。
Liu YL，Weigelt B。 Liu YL等。癌症。2024年5月15日；130(10):1733-1746. doi:10.1002/cncr.35267。Epub 2024年2月29日。癌症。2024 PMID：38422006 审查。

查看所有“被引用”文章

工具书类

1. Adler J，Parmryd I.通过相关性量化共定位：皮尔逊相关系数优于曼德重叠系数。细胞计量学A.2010；第77:733–742页。-公共医学
1. Bonenfant D、Towbin H、Coulot M、Schindler P、Mueller DR、van Oostrum J。用质谱法分析细胞周期中人类组蛋白翻译后修饰的动态变化。分子细胞蛋白质组学。2007;6:1917–1932.-公共医学
1. Clark AB、Valle F、Drotschmann K、Gary RK、Kunkel TA。增殖细胞核抗原与MSH2-MSH6和MSH2-MSH3复合物的功能相互作用。生物化学杂志。2000;275:36498–36501.-公共医学
1. Constantin N，Dzantiev L，Kadyrov FA，Modrich P.人类错配修复：镍定向双向反应的重建。生物化学杂志。2005;280:39752–39761.-项目管理咨询公司-公共医学
1. Dalgliesh GL、Furge K、Greenman C、Chen L、Bignell G、Butler A、Davies H、Edkins S、Hardy C、Latimer C等。肾癌的系统测序揭示了组蛋白修饰基因的失活。自然。2010;463:360–363.-项目管理咨询公司-公共医学

出版物类型

行动
行动
行动

MeSH术语

行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动

物质

行动
行动
行动

赠款和资金

LinkOut-更多资源

[1] Adler J，Parmryd I.通过相关性量化共定位：皮尔逊相关系数优于曼德重叠系数。细胞计量学A.2010；第77:733–742页。-公共医学

[2] Adler J，Parmryd I.通过相关性量化共定位：皮尔逊相关系数优于曼德重叠系数。细胞计量学A.2010；第77:733–742页。-公共医学

[3] Bonenfant D、Towbin H、Coulot M、Schindler P、Mueller DR、van Oostrum J。用质谱法分析细胞周期中人类组蛋白翻译后修饰的动态变化。分子细胞蛋白质组学。2007;6:1917–1932.-公共医学

[4] Bonenfant D、Towbin H、Coulot M、Schindler P、Mueller DR、van Oostrum J。用质谱法分析细胞周期中人类组蛋白翻译后修饰的动态变化。分子细胞蛋白质组学。2007;6:1917–1932.-公共医学

[5] Clark AB、Valle F、Drotschmann K、Gary RK、Kunkel TA。增殖细胞核抗原与MSH2-MSH6和MSH2-MSH3复合物的功能相互作用。生物化学杂志。2000;275:36498–36501.-公共医学

[6] Clark AB、Valle F、Drotschmann K、Gary RK、Kunkel TA。增殖细胞核抗原与MSH2-MSH6和MSH2-MSH3复合物的功能相互作用。生物化学杂志。2000;275:36498–36501.-公共医学

[7] Constantin N，Dzantiev L，Kadyrov FA，Modrich P.人类错配修复：镍定向双向反应的重建。生物化学杂志。2005;280:39752–39761.-项目管理咨询公司-公共医学

[8] Constantin N，Dzantiev L，Kadyrov FA，Modrich P.人类错配修复：镍定向双向反应的重建。生物化学杂志。2005;280:39752–39761.-项目管理咨询公司-公共医学

[9] Dalgliesh GL、Furge K、Greenman C、Chen L、Bignell G、Butler A、Davies H、Edkins S、Hardy C、Latimer C等。肾癌的系统测序揭示了组蛋白修饰基因的失活。自然。2010;463:360–363.-项目管理咨询公司-公共医学

[10] Dalgliesh GL、Furge K、Greenman C、Chen L、Bignell G、Butler A、Davies H、Edkins S、Hardy C、Latimer C等。肾癌的系统测序揭示了组蛋白修饰基因的失活。自然。2010;463:360–363.-项目管理咨询公司-公共医学

将引文保存到文件

电子邮件引文

添加到集合

添加到我的书目

您保存的搜索

为外部引文管理软件创建文件

您的RSS源

组蛋白标记H3K36me3通过与MutSα的相互作用调节人类DNA错配修复

附属

组蛋白标记H3K36me3通过与MutSα的相互作用调节人类DNA错配修复

作者

附属

摘要

数字

中的注释

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

分子生物学数据库

摘要

数字

中的注释

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

物质

相关信息

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

分子生物学数据库