揭示细胞表观信息稳定遗传的相关分子机制

北京时间3月24日凌晨，中国科学院生物物理研究所李国红课题组在《自然-细胞生物学》上发表了一篇文章，揭示了PRC1复合物和组蛋白H1协同维持细胞表观遗传信息稳定性的分子机制。

在多细胞生物中，表观遗传信息的稳定传递是维持细胞同一性的重要途径。多梳抑制复合物1(PRC1)是一种重要的表观遗传调控因子，它通过两种途径促进兼性异染色质的形成并维持PRC1靶基因的沉默状态:压缩染色质结构和催化组蛋白修饰的形成。

H2AK119ub1通常在染色质中是连续的，形成非常宽的H2AK119ub1区域，但是其产生的机制尚未被分析。研究人员通过实验发现，RYBP和YAF2蛋白可以通过ZNF结构域特异性识别和结合H2AK119ub1，从而在RYBP-PRC1和YAF2-PRC1复合物及其催化产物之间形成所谓的“酶产物间正反馈机制”，从而促进H2AK119ub1向周围的扩散。研究还证明组蛋白H1可以通过形成30nm染色质纤维来促进H2AK119ub1的扩散，这主要是通过改变染色质的高级结构来实现的。

此外，研究人员还发现，H1介导的染色质压缩对H2AK119ub1的遗传也至关重要，RYBP-/YAF2-PRC1复合物和组蛋白H1通过协同促进H2AK119ub1在细胞周期之间的传播而参与细胞分化过程，表明这种表观遗传途径具有重要的生物学功能。

“PRC1复合物对细胞发育和分化非常重要。我们研究的主要意义在于揭示表观遗传信息是如何在细胞增殖和分化过程中围绕PRC1维持的。”该论文的第一作者之一、中国科学院生物物理研究所副研究员赵向《中国科学》解释道，“同时，我们还发现，一旦这一途径被破坏，就会导致细胞分化和发育紊乱。”

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41556-020-0484-1