液体核磁与小角度X射线散射刻画CTCF多点识别DNA动态特性

　　中国科学技术大学生命科学学院施蕴渝院士/吴季辉教授团队的阮科副教授和张志勇教授利用液态核磁共振结合小角度X射线散射等技术，在对人源多功能转录因子CTCF的结构与功能研究中取得重要进展。相关成果以“Dynamic Nature of CTCF Tandem 11 Zinc Fingers in Multivalent Recognition of DNA As Revealed by NMR Spectroscopy”为题在线发表在The Journal of Physical chemistry Letters上。

　　多功能转录因子CTCF含有11个串联锌指，在基因表达过程中起着关键性的作用。它在基因组中有着多种结合位点；通过与这些不同的结合位点结合，CTCF可以使得线性的染色质成环，形成拓扑结构，并在此基础上进一步架构为染色质的三维空间构象。

　　虽然CTCF的11个串联锌指的可塑性是其识别基因组中多个位点的必要因素，但这11个锌指的动力学性质却未有深入研究。研究人员因此将CTCF的11个串连锌指区域作为一个整体，利用液态核磁共振的方法得到了CTCF ZFs 1-11的化学位移指认，并解析了每一个锌指的核磁结构。

　　据研究人员所知，这是核磁目前解析的具有最多数目结构域的蛋白质。进一步的核磁主链动力学、残余偶极耦合和小角X射线散射实验证实了在未结合核酸状态下，CTCF ZFs 1-11具有相当的柔性。来自于原钙粘蛋白基因簇的两段不同DNA片段和CTCF ZFs 1-11的核磁结合实验表明CTCF采用不同区段锌指、以不同的结合强度进行应答；结合CTCF ZFs 1-11的化学位移指认，从而可系统性地研究染色质上的不同DNA结合位点与CTCF的互作模式。我们的研究对于阐释CTCF与多种DNA结合的分子机理以及其结合过程中CTCF蛋白的构象变化有重要意义。

　　论文的第一作者为中国科学技术大学博士生徐涤非，通讯作者为张志勇教授和阮科副教授。该项工作得到了中科院先导项目、国家科技部、自然基金委以及中央高校基本科研业务费专项资金的资助。该工作还得到了国家蛋白质科学中心（上海）、中国科学院强磁场中心以及上海交通大学吴强教授课题组的仪器和技术支持。