据文汇报 作为DNA的载体，染色质究竟如何“代代相传”，才能确保遗传物质在细胞分裂过程中不被破坏？这一困扰科学界多年的表观遗传难题，终于有了答案。华东师范大学翁杰敏教授团队与中国科学院生物化学与细胞生物学研究所陈德桂研究员团队合作，在最新一期《自然》上发表了最新研究成果。

　　这一历时10年的研究首次揭示了一种在哺乳动物细胞中控制染色质分区以及近着丝粒异染色质形成、维持和稳态遗传的新机制。《自然》审稿人评价其“解决了表观遗传领域的重要问题”“对理解染色质遗传机制具有里程碑意义”。

　　真核生物的基因组由高度浓缩的异染色质和结构松散的常染色质组成。其中，近着丝粒异染色质作为染色质三维结构的重要组成部分，在着丝粒形成、姐妹染色体分离、基因组稳定性维持等方面发挥着关键作用，被誉为染色质稳态遗传的“记忆中枢”。

　　染色质的“记忆传承”机制为何这么精准？翁杰敏解释道，“就像一本书不仅需要正确的文字，还需要恰当的排版一样。细胞不仅要保证DNA序列的正确复制，还要维持染色质高级结构的稳定遗传。其中，组蛋白修饰在这个过程中起着至关重要的作用。”

　　长期以来，科学界已知组蛋白H3第9位赖氨酸的三甲基化修饰（H3K9me3）是异染色质形成和维持的关键标志，但在细胞分裂过程中，该标志如何被精确传承，始终是个未解之谜。

　　针对这一科学难题，研究团队另辟蹊径，通过高通量筛选技术发现了关键“信号”：一个在细胞周期G2/M期特异性高表达的泛素连接酶G2E3。进一步研究发现，G2E3能够在近着丝粒区域特异性催化组蛋白H3第14位赖氨酸的单泛素化修饰（H3K14ub），并由此启动一套“遗传记忆”传承流程。

　　这是一套环环相扣的多步骤工程。论文第一作者、华东师大附属芜湖医院博士后工作站黄园勇博士解释，G2E3如同“信号兵”，在细胞有丝分裂早期通过H3K14ub标记出需要沉默的染色质区域；随后，SUV39H1/2作为“施工队”，识别该标记并进一步实施H3K9me3修饰，从而维持异染色质结构的稳定；而HP1蛋白则扮演“巩固队”的角色，结合修饰后的区域并强化结构，确保基因沉默过程高效、稳定且不发生信息泄露。

　　令人惊喜的是，该机制还展现出跨物种的演化保守性。

　　虽然酵母和哺乳动物使用不同的泛素连接酶，但都通过同样的核心路径维持异染色质稳态，印证了生命演化的“殊途同归”。更重要的是，G2E3的缺失会引发连锁反应，不仅损害近着丝粒异染色质结构，还会导致H3K9me3在常染色质区域异常积累，引发广泛的转录抑制。

　　这一成果不仅刷新了人类对异染色质调控的认知，更具备潜在的临床价值。研究表明，G2E3与肿瘤发生发展密切相关，其调控的染色质稳定性机制为理解多种疾病的发生机制提供了新视角。“表观遗传调控因子是极具潜力的治疗靶点。”翁杰敏透露，团队正深入探索G2E3在肿瘤发生中的具体作用，未来有望为相关疾病的诊断和治疗提供全新策略。■储舒婷