Reversible DNA-Protein Cross-Linking at Epigenetic DNA Marks.
Reversible DNA-Protein Cross-Linking at Epigenetic DNA Marks.
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DOI：
10.1002/anie.201708286
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发表时间：
2017-11-06
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Tretyakova NY
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ji S;Shao H;Han Q;Seiler CL;Tretyakova NY
5-甲酰胞嘧啶(5fC)是一种内源性DNA修饰，常见于哺乳动物基因的调控元件中。虽然5fC是5-甲基胞嘧啶(5mC)的氧化产物，但这两个表观遗传标记在全基因组范围内的分布和蛋白质亲和力不同，表明它们在表观遗传信号中发挥不同的功能。5fC的一个独特特征是其结构中存在一个潜在的反应醛基团。在此，我们发现DNA中的5fC碱基在体内外很容易与核蛋白的Lys侧链形成Schiff碱偶联物。这些共价蛋白质-DNA复合体是可逆的(T1/2，1.8h)，表明它们有助于转录调节和染色质重塑。另一方面，5fC介导的DNA-蛋白质交联链，如果存在于复制分叉或活跃的转录区域，可能会干扰DNA的复制和转录。DNA表观遗传标记5-甲酰胞嘧啶(5fC)是由5-甲基胞嘧啶通过四环素(Tet)介导的氧化反应产生的，在细胞内可与组蛋白形成可逆的偶联。由此产生的DNA-蛋白质交联链包括蛋白质的Lys链和5fC的醛基之间的瞬时Schiff碱形成。这些可逆的DNA-蛋白质结合物可能改变染色质结构，有助于基因表达的表观遗传控制。
5-Formylcytosine (5fC) is an endogenous DNA modification frequently found within regulatory elements of mammalian genes. Although 5fC is an oxidation product of 5-methylcytosine (5mC), the two epigenetic marks show distinct genome-wide distributions and protein affinities, suggesting that they perform different functions in epigenetic signaling. A unique feature of 5fC is the presence of a potentially reactive aldehyde group in its structure. Here, we show that 5fC bases in DNA readily form Schiff base conjugates with Lys side chains of nuclear proteins in vitro and in vivo. These covalent protein-DNA complexes are reversible (t1/2, 1.8 h), suggesting that they contribute to transcriptional regulation and chromatin remodeling. On the other hand, 5fC mediated DNA-protein cross-links, if present at replication forks or actively transcribed regions, may interfere with DNA replication and transcription. DNA epigenetic mark 5-formylcytosine (5fC), which is generated from 5-methylcytosine via Tet-mediated oxidation, was found to form reversible conjugates with histone proteins in cells. The resulting DNA-protein cross-links involve transient Schiff base formation between Lys chains of proteins and the aldehyde group of 5fC. These reversible DNA-protein conjugates are likely to modify chromatin structure contribute to epigenetic control of gene expression.
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