染色質(zhì)重塑蛋白ISWI與Snf2、Chd1、Ino80同屬于SWI2/SNF2 家族。ISWI是一些染色質(zhì)重塑復(fù)合體的催化亞基，這些復(fù)合物沿著基因組DNA移動(dòng)核小體，協(xié)助復(fù)制前進(jìn)、轉(zhuǎn)錄抑制、異染色質(zhì)形成和其他細(xì)胞核過程。

ISWI的ATPase馬達(dá)是一個(gè)自主的重塑機(jī)器，其C端HSS結(jié)構(gòu)域負(fù)責(zé)結(jié)合核小體外的linker DNA。ISWI催化核心的活性受到AutoN和NegC結(jié)構(gòu)域的抑制，而H4尾巴和核小體外DNA對(duì)此起反作用，以確保適當(dāng)?shù)娜旧|(zhì)景觀。目前人們還不清楚AutoN和NegC是如何抑制和調(diào)控ISWI的。

清華大學(xué)陳柱成（Zhucheng Chen）教授的團(tuán)隊(duì)對(duì)此進(jìn)行了深入研究。他們十二月六日在Nature雜志上發(fā)表文章，揭示了染色質(zhì)重塑蛋白ISWI的結(jié)構(gòu)和調(diào)控機(jī)制。陳柱成教授曾師從著名結(jié)構(gòu)生物學(xué)家尼古拉－帕夫拉提奇，研究DNA損失修復(fù)以及DNA同源重組的分子機(jī)理。2011年回國參加工作，2012年入選中共中央組織部“千人計(jì)劃”青年組。當(dāng)前的主要研究方向包括微絲的動(dòng)態(tài)調(diào)控機(jī)制，及染色質(zhì)重組復(fù)合物結(jié)構(gòu)與功能。

研究人員獲得了嗜熱酵母（Myceliophthora thermophila）ISWI及其與組蛋白H4形成復(fù)合體時(shí)的晶體結(jié)構(gòu)。研究顯示，N端AutoN結(jié)構(gòu)域含有兩個(gè)抑制性元件，它們共同結(jié)合core2結(jié)構(gòu)域，使酶保持在失活構(gòu)象。H4與core2結(jié)構(gòu)域的結(jié)合位點(diǎn)與其中一個(gè)AutoN結(jié)合位點(diǎn)一致，這解釋了H4激活ISWI的機(jī)制。C端NegC結(jié)構(gòu)域參與了core2結(jié)構(gòu)域的結(jié)合，作為ISWI的變構(gòu)元件對(duì)核小體外DNA長度進(jìn)行應(yīng)答。

近年來，陳柱成教授陸續(xù)發(fā)表了多項(xiàng)結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究成果。前不久，他領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)首次獲得了細(xì)胞核肌動(dòng)蛋白N-actin復(fù)合體的晶體結(jié)構(gòu)，為人們揭示了N-actin的主要結(jié)構(gòu)特征。這項(xiàng)研究于七月二十五日發(fā)表在美國國家科學(xué)院院刊PNAS雜志上。

陳柱成教授的研究團(tuán)隊(duì)此前還在Nature Structural & Molecular Biology雜志上發(fā)表文章，揭示了染色質(zhì)重塑蛋白Swi2/Snf2在靜息狀態(tài)下的晶體結(jié)構(gòu)。這個(gè)家族的蛋白通過移動(dòng)、去除和重建核小體，在真核細(xì)胞中調(diào)控大量的核酸事務(wù)。

去年八月，陳柱成教授與俞立教授等人合作證實(shí)，CapZ通過促進(jìn)隔離膜（isolation membrane）內(nèi)的肌動(dòng)蛋白組裝調(diào)控自噬體膜的形成。自噬是一個(gè)相當(dāng)保守的細(xì)胞過程。自噬可以清除蛋白質(zhì)積聚物、受損線粒體以及外來病原體，平衡細(xì)胞生長和發(fā)育過程中的物質(zhì)合成與分解。自噬與多種生理過程和人類疾病有關(guān)，是生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。