朱冰研究组Science文章

  来自北京生命科学研究所，中国农业大学等处的研究人员发表了题为“Dense Chromatin Activates Polycomb Repressive Complex 2 to Regulate H3 Lysine 27 Methylation ”的文章，揭示出染色质的紧密程度能调节组蛋白H3K27甲基化酶复合体PRC2的催化活性，从而影响基因转录，这有助于解析基因转录调控以及基因沉默的重要机制，相关成果公布在Science杂志上，同期Science也配发了评论性文章。

   文章的通讯作者是北京生命科学研究所朱冰研究员，以及高绍荣研究员，*作者为北京生命科学研究所和中国农业大学共同培养的袁文博士等，其他研究人员还包括周向红，柴继杰等。目前常将所有组蛋白修饰称为“表观遗传（epigenetic）”，但某些组蛋白修饰，比如组蛋白H3上赖氨酸27（H3K27）的甲基化比其它修饰更具表观遗传特征，因为它能在细胞周期中被继承（epigenetic，表观遗传，注），从而实现对早期事件的“细胞记忆”。

   染色质（chromatin）zui早是1879年Flemming提出的用以描述核中染色后强烈着色的物质，其各种特征性质对于遗传物质的保存和传递具有重要的意义，比如染色质的紧密度，紧密度较低说明基因表达较为活跃，紧密度高则表明基因表达受到抑制。核心蛋白复合体PRC有两种，PRC1和PRC2，这两种复合物都参与建立维持了多梳（Polycomb）抑制染色质状态，是决定基因的活化和去活化，在适当的时间对适当的细胞组织类型的基本要素之一。

   过去三年里发表的一系列文章——包括朱冰研究组此次发表的这篇文章——都揭示出了H3K27甲基化酶复合体PRC2（Polycomb repressive complex 2）的几种微妙的调节机制，比如这篇文章指出了PRC2在不同紧密程度染色质上的不同活性，表明PRC2能够感知基因的转录状态，并对此做出反应，从而正确建立H3K27甲基化的模式，而后者在X染色体失活和癌症发生中均有着重要作用

   其中PRC2介导H3K27的甲基化调控，这对于Polycomb （Pc）基因沉默至关重要，这也是通过细胞分裂维持转录沉默的一种经典表观遗传现象。在这项研究中，研究人员发现PRC2活性受到了其底物核小体排列密度的调控——邻近核小体能通过其H3片段，激活PRC2。而且研究人员也找到了PRC2亚基Su（z）12上的突变，这个突变会损伤PRC2结合激活肽段并作出应答的能力，以及在体内建立H3K27*基水平的能力。研究人员通过小鼠胚胎干细胞实验，发现局部染色体的致密化先于PRC2介导的H3K27甲基化，这帮助解释了PRC2是如何建立和维持基因的抑制状态。
这些实验数据均表明，PRC2能对染色质环境变化作出反应，发挥其在转录调节中的