清华大学×北京大学合作发表最新Cell论文

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

基因表达的精确时空调控对于发育和细胞命运转变至关重要，这是由基因组内非编码调控元件的精细控制所协调的。这些调控元件通常受激活性或抑制性组蛋白标记的控制。然而，有些遗传元件存在于同时带有激活性和抑制性标记的染色质中，这种染色质被称为二价染色质（bivalent chromatin）。例如，二价启动子（bivalent promoter）的特征是抑制性的 H3K27me3 标记和激活性的 H3K4me3 标记共存，使谱系特异性基因处于抑制状态，但随时准备激活以进行分化。同样，由抑制性的 H3K27me3 和激活性的 H3K4me1 同时标记的处于待命状态的增强子，为早期胚胎发育做好了染色质景观的准备。

尽管有了这些发现，但我们对于人类基因组中二价染色质的结构、调控和功能的理解仍然有限。

2025 年 8 月 7 日，清华大学生命科学学院刘念团队与北京大学生命科学学院李湘盈团队合作（清华大学博士生周自强、北京大学朱昰聪博士为共同第一作者），在国际顶尖学术期刊Cell上发表了题为：Composite transposons with bivalent histone marks function as enhancers in cell fate regulation 的研究论文。

该研究首次揭示了H3K9me3和H3K27ac共同标记的二价染色质（bivalent chromatin）对复合型转座子SVA（SINE-VNTR-Alu）的协同调控机理和功能，并证明了 SVA 的 RNA 依赖性增强子活性及其在造血系统分化和衰老相关髓系偏好性造血中的重要生理意义，提示其有望成为干预造血谱系发育异常和衰老的潜在靶标。

离散的基因组单位可以重组为复合型转座子，这些复合转座子能够作为一个整体进行转录和转座，但其调控机制和功能尚未完全明了。

在这项最新研究中，研究团队报告了复合型转座子携带有二价组蛋白标记，激活性标记和抑制性标记位于不同的区域。

研究团队利用由灵长类特有的复合型转座子SVA（短散在核元件 SINE、可变数目串联重复序列 VNTR、Alu-like 序列复合而成）驱动的报告基因，在人类细胞中进行全基因组 CRISPR-Cas9 筛选，进而发现了多种可改变二价组蛋白标记从而调控 SVA 转录的基因，尤其是，抑制性的 H3K9me3 主要分布于 SVA 的 5' 端，激活性的 H3K27ac 主要分布于 SVA 的 3' 端。SVA 转录本对于 SVA 的顺式调控功能至关重要，其能选择性地接触并激活长程基因表达。

值得注意的是，在红细胞生成过程中，一部分二价 SVA 被激活，以促进多个红细胞基因的表达，而抑制这些 SVA 会导致红细胞生成不足。SVA 的 RNA 依赖性顺式调控功能可激活髓系生成相关基因，并能促进与衰老相关的髓系偏倚性造血。

该研究的核心发现：

• 复合型转座子在不同部位带有相反（激活或抑制）的染色质标记；

• 全基因组筛选鉴定出控制 SVA 处二价染色质的多种基因；

• 不同的 SVA 子集被激活以增强髓系造血过程中的不同基因集；

• SVA 的 RNA 依赖性顺式调控功能促进造血衰老。

这些结果表明，复合型转座子的顺式调控功能受到双向调节，以控制发育和衰老过程中的细胞命运转变。

论文链接：

https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)00803-7