染色质作为真核生物遗传物质的载体,其结构高度致密。这种致密结构在有利于机体高效存储遗传物质的同时,也对正常的生命活动设置了一定的屏障。为此,真核细胞发展出了一系列动态调控基因表达及基因损伤修复等相关的调控机制。染色质重塑是染色质表观遗传调控的重要方式,染色质重塑复合物(chromatin remodeling complex)通过水解ATP提供能量打破核小体(染色质的基本重复单位)中DNA与组蛋白之间的相互作用,从而改变染色质的组成与结构。
BAF是哺乳动物SWI/SNF家族的染色质重塑复合物,由十余个亚基构成分子量超过一百万道尔顿(1 Megadalton)的复合物,约20%肿瘤的发生均与BAF亚基突变密切相关。BAF复合物的组装模式与染色质重塑的机制研究兼具重要性与挑战性。
在本文中,徐彦辉课题组首次解析人源BAF-核小体复合物的高分辨冷冻电镜结构,整体分辨率为3.7 Å,Base模块分辨率为3.0Å。高分辨率的结构清晰展示BAF复合物十余个亚基的组装方式以及整个复合物识别核小体的方式。其中两个肿瘤中存在突变频率的亚基,ARID1A和SMARCB1,分别对复合物的组装和核小体的结合起重要作用。
这一工作阐明了BAF复合物组装和识别核小体的机制,并从结构的角度加深了对BAF执行核小体剔除功能和BAF突变致癌机制的理解。
该研究中冷冻电镜数据在上海科技大学生物电镜平台收集。