2012年9月2日 讯 /生物谷BIOON/ --近日，来自弗雷德里希米歇尔生物医学研究所的科学家阐明了组蛋白修饰可以导致细胞核周围静止基因的沉默，相关研究成果刊登在了近日的国际杂志Cell上。文中，研究者揭示了至少在两种水平上，组蛋白H3 9位赖氨酸的甲基化可以引发异染色质定位在核被膜处。
在细胞核中存在的有大量的DNA和RNA，主要来负责进行基因表达以及基因组的复制和修复，并且调节必要的生物过程。
在这项研究中，研究者发现SAM合成酶（S-腺苷甲硫氨酸合成酶）可以为赖氨酸甲基化作用提供万能的供应需求，而且SAM（S-腺苷甲硫氨酸）对于细胞核染色质进行适当的空间分离也异常重要。当研究者干扰SAM合成时，发现组蛋白的甲基化水平明显下降，而且在异染色质中的沉默基因也会被激活。
假设组氨酸内部的特定赖氨酸的甲基化是异染色质沉默（heterochromatin sequestration）的主要信号，那么研究者目前试图研究哪种酶类可以从SAM上将甲基集团转移至组蛋白残基上。研究者Towbin识别出了两种组蛋白甲基转移酶类（HMTs），其可以连续性地产生在组蛋白H3位的三重赖氨酸的甲基化作用。
MET-2是哺乳动物SET DB1酶的同源物，其可以在特定残基处沉淀甲基基团。当一种新型的HMT-SET-25可以堆积第三个甲基基团，就产生了H3K9me3，H3K9的每一种修饰形式都会提供一种信号来触发修饰的核小体转移至核外膜上。
研究者和其同事揭示了SET-25可以和异染色质共同来支撑H3K9的三重甲基化作用，SET-25可以在细胞核外部积累并且促进异染色质基因的抑制，而其抑制取决于单倍和双重甲基化标记的积累，这也揭示了异染色质是以SET-25来进行靶位的。
研究者表示，尽管研究结果是在秀丽隐杆线虫中观察到的，但是哺乳动物也存在相同的蛋白质以及相同的细胞过程。（生物谷Bioon.com）
编译自：The role of H3K9 in bringing order to the nucleus
doi:10.1016/j.cell.2012.06.051
PMC:
PMID:
Step-Wise Methylation of Histone H3K9 Positions Heterochromatin at the Nuclear Periphery
Benjamin D. Towbin1, 2, Cristina González-Aguilera3, Ragna Sack1, Dimos Gaidatzis1, Véronique Kalck1, Peter Meister1, 4, Peter Askjaer3 and Susan M. Gasser1, 2, ,
The factors that sequester transcriptionally repressed heterochromatin at the nuclear periphery are currently unknown. In a genome-wide RNAi screen, we found that depletion of S-adenosylmethionine (SAM) synthetase reduces histone methylation globally and causes derepression and release of heterochromatin from the nuclear periphery in Caenorhabditis elegans embryos. Analysis of histone methyltransferases (HMTs) showed that elimination of two HMTs, MET-2 and SET-25, mimics the loss of SAM synthetase, abrogating the perinuclear attachment of heterochromatic transgenes and of native chromosomal arms rich in histone H3 lysine 9 methylation. The two HMTs target H3K9 in a consecutive fashion: MET-2, a SETDB1 homolog, mediates mono- and dimethylation, and SET-25, a previously uncharacterized HMT, deposits H3K9me3. SET-25 colocalizes with its own product in perinuclear foci, in a manner dependent on H3K9me3, but not on its catalytic domain. This colocalization suggests an autonomous, self-reinforcing mechanism for the establishment and propagation of repeat-rich heterochromatin./P>
