近日，国际著名杂志EMBO reports在线刊登了中科院生物物理研究所袁增强研究组等的最新研究成果“Lysine methylation of FOXO3 regulates oxidative stress-induced neuronal cell death”，文章中，研究者报道了转录因子FOXO3的一种新的翻译后修饰—赖氨酸甲基化及其在在神经细胞凋亡过程中所起的作用。
转录因子FOXO家族在氧化压力介导的神经细胞凋亡过程中发挥着非常重要的作用。当前已经发现，FOXO存在着磷酸化、乙酰化、泛素化等翻译后修饰，对其功能存在重要的调控作用。本论文发现FOXO存在一种新的翻译后修饰——赖氨酸甲基化。赖氨酸甲基转移酶Set9可以甲基化FOXO3的270位赖氨酸，抑制其DNA结合能力和转录活性。赖氨酸甲基化修饰下调了FOXO3的下游促凋亡基因Bim的表达，从而抑制了神经细胞的凋亡。
本研究首次发现FOXO3存在赖氨酸甲基化修饰，并且阐明了这种修饰抑制了其介导的神经细胞凋亡。
本论文由生物物理所袁增强研究组、北京生命科学院董梦秋研究组以及厦门大学尤涵研究组合作完成。生物物理所袁增强研究员为本文的通讯作者，士研究生谢琦博、郝玉民为本文共同第一作者。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1038/embor.2012.25
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Lysine methylation of FOXO3 regulates oxidative stress-induced neuronal cell death
Qi Xie1,2,*, Yumin Hao1,2,*, Li Tao3, Shengyi Peng1,2, Chitong Rao4, Hong Chen1, Han You5, Meng-qiu Dong3 & Zengqiang Yuan1
FOXO transcription factors have a critical role in oxidative stress-induced neuronal cell death. A variety of post-translational modifications of FOXO family proteins have been reported, including phosphorylation, acetylation, ubiqutination and recently arginine methylation. Here, we demonstrate that the methyltransferase Set9 methylates FOXO3 at lysine 270. Methylation of FOXO3 leads to the inhibition of its DNA-binding activity and transactivation. Accordingly, lysine methylation reduces oxidative stress-induced and FOXO3-mediated Bim expression and neuronal apoptosis in neurons. Collectively, these findings define a novel modification of FOXO3 and show that lysine methylation negatively regulates FOXO3-mediated transcription and neuronal apoptosis.
