編輯丨王多魚

排版丨水成文

真核生物基因組被區(qū)分為常染色質和異染色質，這具有重要的生物學意義。之前的研究表明，SUV39H 讀取和寫入組蛋白 H3 第 9 位賴氨酸（H3K9）的甲基化（形成自我模板化通路）是細胞分裂期間異染色質重組的核心機制。

在裂殖酵母中，哺乳動物 SUV39H 的同源蛋白 Clr4 形成一個包含泛素連接酶 Cul4 的復合物，該復合物催化H3K14 單泛素化（H3K14ub），從而促進異染色質的形成。然而，異染色質在分裂的哺乳動物細胞中的重新組裝是否涉及類似的途徑尚不清楚。

2025 年 10 月 15 日，華東師范大學翁杰敏教授團隊和中國科學院生物化學與細胞生物學研究所陳德桂研究員團隊合作，在國際頂尖學術期刊Nature上發(fā)表了題為：A conserved H3K14ub-driven H3K9me3 for chromatin compartmentalization 的研究論文。

該研究發(fā)現(xiàn)了一種由H3K14 單泛素化（H3K14ub）依賴的 SUV39H 區(qū)室化是近著絲粒異染色質形成的統(tǒng)一機制，從而揭示了哺乳動物細胞中近著絲粒異染色質的形成、維持和穩(wěn)定遺傳的新機制。

在這項最新研究中，研究團隊確定了G2E3是一種特異性識別 H3K14ub 的 E3 泛素連接酶，定位于近著絲粒異染色質區(qū)域。

G2E3 催化產生的 H3K14ub 通過增強 SUV39H 介導的 H3K9 三甲基化（H3K9me3），特異性驅動 SUV39H 和 H3K9me3 在近著絲粒異染色質中的定位。SUV39H 的染色質結構域可同時識別 H3K9me3 和 H3K14ub 雙重修飾，但二者結合主要通過 H3K14ub 的相互作用實現(xiàn)。

從機制上來說，G2E3 在 G2/M 期高表達，通過 RNA 依賴性途徑結合有絲分裂染色體并催化 H3K14ub，此修飾為后續(xù) SUV39H 和 HP1 蛋白的順序招募提供基礎。該研究還發(fā)現(xiàn)，G2E3 的缺失會導致近著絲粒異染色質結構破壞，并引發(fā) SUV39H 和 H3K9me3 在眾多常染色質區(qū)域的異常積累，造成大范圍轉錄抑制。

總的來說，該研究發(fā)現(xiàn) H3K14ub 依賴的 SUV39H 區(qū)室化是近著絲粒異染色質形成的統(tǒng)一機制，首次揭示該調控機制對于異染色質和常染色質正確分區(qū)及常染色質的轉錄調控至關重要，解決了哺乳動物異染色質形成與動態(tài)維持的分子機制爭議，為表觀遺傳調控領域提供了新范式。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09624-5