华东师范大学发表最新Nature论文

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

真核生物基因组被区分为常染色质和异染色质，这具有重要的生物学意义。之前的研究表明，SUV39H 读取和写入组蛋白 H3 第 9 位赖氨酸（H3K9）的甲基化（形成自我模板化通路）是细胞分裂期间异染色质重组的核心机制。

在裂殖酵母中，哺乳动物 SUV39H 的同源蛋白 Clr4 形成一个包含泛素连接酶 Cul4 的复合物，该复合物催化H3K14 单泛素化（H3K14ub），从而促进异染色质的形成。然而，异染色质在分裂的哺乳动物细胞中的重新组装是否涉及类似的途径尚不清楚。

2025 年 10 月 15 日，华东师范大学翁杰敏教授团队和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，在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为：A conserved H3K14ub-driven H3K9me3 for chromatin compartmentalization 的研究论文。

该研究发现了一种由H3K14 单泛素化（H3K14ub）依赖的 SUV39H 区室化是近着丝粒异染色质形成的统一机制，从而揭示了哺乳动物细胞中近着丝粒异染色质的形成、维持和稳定遗传的新机制。

在这项最新研究中，研究团队确定了G2E3是一种特异性识别 H3K14ub 的 E3 泛素连接酶，定位于近着丝粒异染色质区域。

G2E3 催化产生的 H3K14ub 通过增强 SUV39H 介导的 H3K9 三甲基化（H3K9me3），特异性驱动 SUV39H 和 H3K9me3 在近着丝粒异染色质中的定位。SUV39H 的染色质结构域可同时识别 H3K9me3 和 H3K14ub 双重修饰，但二者结合主要通过 H3K14ub 的相互作用实现。

从机制上来说，G2E3 在 G2/M 期高表达，通过 RNA 依赖性途径结合有丝分裂染色体并催化 H3K14ub，此修饰为后续 SUV39H 和 HP1 蛋白的顺序招募提供基础。该研究还发现，G2E3 的缺失会导致近着丝粒异染色质结构破坏，并引发 SUV39H 和 H3K9me3 在众多常染色质区域的异常积累，造成大范围转录抑制。

总的来说，该研究发现 H3K14ub 依赖的 SUV39H 区室化是近着丝粒异染色质形成的统一机制，首次揭示该调控机制对于异染色质和常染色质正确分区及常染色质的转录调控至关重要，解决了哺乳动物异染色质形成与动态维持的分子机制争议，为表观遗传调控领域提供了新范式。

论文链接：

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