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CTCF介导长距离黏连蛋白驱动的V（D）J重组扫描
2020-07-29 21:47
来源：小柯机器人

美国哈佛医学院Frederick W. Alt、Zhaoqing Ba等研究人员合作发现，CTCF介导长距离黏连蛋白驱动的V（D）J重组扫描。该项研究成果于2020年7月27日在线发表在《自然》杂志上。

研究人员表示，RAG核酸内切酶在前体（pro）B细胞中启动V（D）J重组。结合基于重组中心（RC）的JH后，RAG会通过环挤压（可能由黏连蛋白介导）扫描上游染色质，从而定位D并组装基于DJH的RC2。D上游IGCR1中的CTCF循环因子结合元件（CBE）阻碍了RAG扫描；但是它们的失活作用能够扫描到近端VH，其中其他CBE会激活重排并阻碍对任何进一步上游的扫描。远距离VH利用被认为与大规模Igh基因座收缩后的RC扩散有关。
 
研究人员测试了线性RAG扫描介导G1停滞的v-Abl-pro-B细胞系中远端VH使用的可能性，这些细胞系经历了强健的D到JH但几乎没有VH到DJH重排，这可能是由于缺乏轨迹收缩。通过生长素诱导方法，研究人员降解了这些G1阻滞细胞系中的黏连蛋成分Rad21或CTCF。Rad21降解消除了所有V（D）J重组和RAG扫描相关的相互作用，除了RC位于DQ52到JH的连接。
 
值得注意的是，尽管CTCF降解抑制了大多数基于CBE的染色质相互作用，但它促进了与远端VH的稳固RC相互作用以及VH至DJH的稳健结合，其模式类似于“位点收缩”的原代pro-B细胞。因此，CTCF结合扫描障碍活性的下调促进了黏连蛋白驱动的RAG扫描整个2.7 Mb长度的Igh基因座。
 
附：英文原文

Title: CTCF orchestrates long-range cohesin-driven V(D)J recombinational scanning

Author: Zhaoqing Ba, Jiangman Lou, Adam Yongxin Ye, Hai-Qiang Dai, Edward W. Dring, Sherry G. Lin, Suvi Jain, Nia Kyritsis, Kyong-Rim Kieffer-Kwon, Rafael Casellas, Frederick W. Alt

Issue&Volume: 2020-07-27

Abstract: RAG endonuclease initiates V(D)J recombination in progenitor (pro)-B cells1. Upon binding a recombination center (RC)-based JH, RAG scans upstream chromatin via loop extrusion, potentially mediated by cohesin, to locate Ds and assemble a DJH-based RC2. CTCF looping factor-bound elements (CBEs) within IGCR1 upstream of Ds impede RAG-scanning3–5; but their inactivation allows scanning to proximal VHs where additional CBEs activate rearrangement and impede scanning any further upstream5. Distal VH utilization is thought to involve diffusional RC access following large-scale Igh locus contraction6–8. Here, we test the potential of linear RAG-scanning to mediate distal VH usage in G1-arrested v-Abl-pro-B cell lines9, which undergo robust D-to-JH but little VH-to-DJH rearrangements, presumably due to lack of locus contraction2,5. Through an auxin-inducible approach10, we degrade the cohesin-component Rad2110–12 or CTCF12,13 in these G1-arrested lines. Rad21 degradation eliminated all V(D)J recombination and RAG-scanning-associated interactions, except RC-located DQ52-to-JH joining in which synapsis occurs by diffusion2. Remarkably, while CTCF degradation suppressed most CBE-based chromatin interactions, it promoted robust RC interactions with, and robust VH-to-DJH joining of, distal VHs, with patterns similar to those of "locus-contracted" primary pro-B cells. Thus, down-modulation of CTCF-bound scanning-impediment activity promotes cohesin-driven RAG-scanning across the 2.7Mb Igh locus.

DOI: 10.1038/s41586-020-2578-0

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2578-0

Nature：《自然》，创刊于1869年。隶属于施普林格·自然出版集团，最新IF：69.504
官方网址：http://www.nature.com/
投稿链接：http://www.nature.com/authors/submit_manuscript.html


本期文章：《自然》：Online/在线发表

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