文章信息
文章題目：A conserved H3K14ub-driven H3K9me3 for chromatin compartmentalization
期刊：Nature
發(fā)表時間：2025 年 10 月 15 日
主要內容：華東師范大學翁杰敏教授團隊和中科院生物化學與細胞生物學研究所陳德桂研究員團隊合作在 Nature 上發(fā)表了“A conserved H3K14ub-driven H3K9me3 for chromatin compartmentalization”的研究論文。該研究報道了哺乳動物細胞近著絲粒異染色質形成、維持和穩(wěn)定遺傳的新機制。
原文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09624-5
使用TransGen產品：
TransScript? One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix (AT311)
TransStart? Tip Green qPCR SuperMix (AQ141)
研究背景
真核生物基因組由高度濃縮的異染色質和結構松散的常染色質組成，其中，組成型異染色質主要存在于基因稀少且含有大量重復序列的近著絲粒區(qū)域、反轉錄轉座子元件及端粒中，對著絲粒形成、姐妹染色體聯會與分離、基因組完整性及基因轉錄調控至關重要。異染色質形成、維持和遺傳的調控機制在裂殖酵母至哺乳動物中都高度保守，且在裂殖酵母中研究最為深入，涉及到組蛋白修飾調控與 RNA 調控。然而在哺乳動物中圍繞異染色質形成與維持的分子機理并不十分清楚。
文章概述
異染色質的形成與穩(wěn)態(tài)遺傳依賴于組蛋白 H3 第 9 位賴氨酸的三甲基化（H3K9me3），在裂殖酵母和哺乳動物中的 H3K9 的三甲基化修飾，分別由甲基轉移酶 Clr4 和 SUV39H1/2 催化。H3K9me3 可招募 Swi6/HP1 等異染色質結合蛋白，并通過蛋白-蛋白相互作用招募 Clr4 和 SUV39H1/2，促進異染色質 H3K9 甲基化。同時，Clr4/SUV39H1/2 本身也能直接識別并結合 H3K9me，并催化生成新的 H3K9 甲基化修飾。然而，裂殖酵母中 Clr4 與 Cul4 組成的 CLRC 復合體能催化 H3K14 單泛素化（H3K14ub），促進 H3K9 甲基化和異染色質形成，具體機制尚不明確；而在哺乳動物中，SUV39H1/2 并不與 Cul4 形成復合體，也沒有研究報道哺乳動物的異染色質形成與遺傳的機制是否與 H3K14ub 相關。
研究團隊通過高通量篩選發(fā)現在細胞周期的間期 G2 和有絲分裂期 M 高表達的泛素 E3 連接酶 G2E3 能特異催化著絲粒異染色質 H3K14ub 修飾。進一步的研究發(fā)現 G2E3 催化的 H3K14ub 可增強 SUV39H1/2 介導的 H3K9me3 修飾，其機制是 SUV39H1/2 的 Chromo 結構域不僅能結合 H3K9me3，還能特異識別和結合 H3K14ub, 并且主要是通過結合 H3K14ub 定位于近著絲粒異染色質。重要的是，G2E3 在有絲分裂早期就高表達，以 RNA 依賴的方式結合到有絲分裂早期的染色體近著絲粒異染色質區(qū)域，進而通過其催化的 H3K14ub 招募 SUV39H1/2 并促進其 H3K9 甲基化酶活性，以及后續(xù)的異染色質蛋白 HP1 的招募，從而實現近著絲粒異染色質結構在細胞有絲分裂過程中的正確形成和穩(wěn)態(tài)遺傳。研究還發(fā)現 G2E3 及其介導的 H3K14ub 不僅為近著絲粒異染色質穩(wěn)態(tài)傳承所必需，并且對常染色質區(qū)域的正常結構與功能來說也至關重要。G2E3 的缺失不僅嚴重損害了近著絲粒異染色質的結構與功能，還導致 SUV39H1/2 和 H3K9me3 在常染色質區(qū)域廣泛的異常積累，并引發(fā)廣譜的轉錄抑制。
綜上所述，該研究不僅揭示了 G2E3 及其催化的 H3K14ub 在哺乳動物近著絲粒異染色質形成、維持與遺傳中的重要作用與分子機制，還首次揭示該調控機制對于異染色質和常染色質正確分區(qū)及常染色質的轉錄調控至關重要。此外，該研究還揭示了裂殖酵母和哺乳動物雖然使用了完全不同的泛素 E3 連接酶，但共同使用了 H3K14ub 依賴的 H3K9 甲基化酶的招募與激活來實現異染色質的區(qū)室化及在有絲分裂過程中的穩(wěn)態(tài)傳遞。
關于著絲粒周圍異染色質和常染色質區(qū)室化及形成的工作模型
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優(yōu)質的試劑是科學研究的利器。全式金生物的反轉錄試劑（AT311）、qPCR 試劑（AQ141）助力本研究。產品自上市以來，憑借優(yōu)異的性能，深受客戶青睞，多次榮登知名期刊，助力科學研究。
TransScript? One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix (AT311)
本產品以 RNA 為模板，在同一反應體系中，合成第一鏈 cDNA 的同時去除 RNA 模板中殘留的基因組 DNA。
產品特點
? 在同一反應體系中，同時完成反轉錄與基因組 DNA 的去除，操作簡便，降低污染機率。
? 產物用于 qPCR：反轉錄 15 分鐘；產物用于 PCR：反轉錄 30 分鐘。
? 反應結束后，同時熱失活 RT/RI 與 gDNA Remover。
? 合成片段 ≤12 kb。
TransStart? Tip Green qPCR SuperMix (AQ141)
本產品包含全封閉法 TransStart? TipTaq 新型熱啟動酶，利用三種蛋白封閉模板和引物，并利用特殊的化學物質和 DNA 聚合酶結合封閉 DNA 聚合酶活性，封閉效率高，特異性強。
產品特點
? 靈敏度高，特異性強，擴增效率高，適用物種范圍廣。
? 雙陽離子緩沖液，增強特異性，減少引物二聚體形成，數據準確。
? 配有適用于不同機型的 Passive Reference Dye，調整 PCR 加樣引起的管間差異，數據準確。
使用 TransScript? One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix (AT311) 產品發(fā)表的部分文章：
? Gong Q, Wang Y, He L, et al. Molecular basis of methyl-salicylate-mediated plant airborne defence[J]. Nature, 2023.(IF 64.80)
? Guan J, Wang G, Wang J, et al. Chemical reprogramming of human somatic cells to pluripotent stem cells[J]. Nature, 2022.(IF 49.00)
? Huang Y Y, Sun Y M, Qi H Y, et al. A conserved H3K14ub-driven H3K9me3 for chromatin compartmentalization [J]. Nature, 2025.(IF 48.50)
? Wang J Z, Chen T Y, Zhang Z D, et al. Remodelling autoactive NLRs for broad-spectrum immunity in plants [J]. Nature, 2025.(IF 48.50)
? Wang S, Du Y, Zhang B, et al. Transplantation of chemically induced pluripotent stem-cell-derived islets under abdominal anterior rectus sheath in a type 1 diabetes patient[J]. Cell, 2024.(IF 45.50)
? Zhao P Z, Yang H, Sun J Y, et al. Targeted MYC2 stabilization confers citrus Huanglongbing resistance [J]. Science, 2025.(IF 44.70)
? Chen J, Ou Y, Luo R, et al. SAR1B senses leucine levels to regulate mTORC1 signalling[J]. Nature, 2021.(IF 42.77)
? Ma X J, Wang W, Zhang J Y, et al. NRT1.1B acts as an abscisic acid receptor in integrating compound environmental cues for plants[J]. Cell, 2025.(IF 42.50)
? Chen J, Ou Y, Yang Y, et al. KLHL22 activates amino-acid-dependent mTORC1 signalling to promote tumorigenesis and ageing[J]. Nature, 2018.(IF 40.13)
? Zhao K, Xue H, Li G, et al. Pangenome analysis reveals structural variation associated with seed size and weight traits in peanut[J]. Nature genetics, 2025.(IF 31.80)
? Liu S, Liu C, Lv X, et al. The chemokine CCL1 triggers an AMFR-SPRY1 pathway that promotes differentiation of lung fibroblasts into myofibroblasts and drives pulmonary fibrosis[J]. Immunity, 2021.(IF 31.74)
? Huang L, Wei M, Li H, et al. GP73-dependent regulation of exosome biogenesis promotes colorectal cancer liver metastasis[J]. Molecular Cancer, 2025.(IF 27.70)
? Fan H, Quan S, Ye Q, et al. A molecular framework underlying low-nitrogen-induced early leaf senescence in Arabidopsis thaliana[J]. Molecular Plant, 2023.(IF 27.50)
使用TransStart? Tip Green qPCR SuperMix (AQ141) 產品發(fā)表的部分文章：
? Huang Y Y, Sun Y M, Qi H Y, et al. A conserved H3K14ub-driven H3K9me3 for chromatin compartmentalization [J]. Nature, 2025.(IF 48.50)
? Wang B, Zhao M, Su Z, et al. RIIβ‐PKA in GABAergic Neurons of Dorsal Median Hypothalamus Governs White Adipose Browning[J]. Advanced Science, 2022.(IF 17.52)
? Hu C Q, Hou T, Xiang R, et al. PANX1-mediated ATP release confers FAM3A’s suppression effects on hepatic gluconeogenesis and lipogenesis[J]. Military Medical Research, 2024.(IF 16.70)
? Liu X, Hou S, Xiang R, et al. Imipramine activates FAM3A-FOXA2-CPT2 pathway to ameliorate hepatic steatosis[J]. Metabolism, 2022.(IF 13.93)
? Lin D, Zhu X, Qi B, et al. SlMIR164A regulates fruit ripening and quality by controlling SlNAM2 and SlNAM3 in tomato[J]. Plant Biotechnology Journal, 2022.(IF 13.26)
? He L, Liu Y, He H, et al. A molecular framework underlying the compound leaf pattern of Medicago truncatula[J]. Nature Plants, 2020.(IF 13.25)
? Han L, Huang Y, Li B, et al. The metallic compound promotes primordial follicle activation and ameliorates fertility deficits in aged mice[J]. Theranostics, 2023.(IF 12.40)
? Tang T, Lang X, Xu C, et al. CLICs-dependent chloride efflux is an essential and proximal upstream event for NLRP3 inflammasome activation[J]. Nature communications, 2017.(IF 12.35)
? Sun X, Peng X, Cao Y, et al. ADNP promotes neural differentiation by modulating Wnt/β-catenin signaling[J]. Nature communications, 2020.(IF 12.12)
? Sun Q, Wang S, Xu G, et al. SHB1 and CCA1 interaction desensitizes light responses and enhances thermomorphogenesis[J]. Nature communications, 2019.(IF 11.88)
? Zhu X, Yang M, Zhao P, et al. Catenin α 1 mutations cause familial exudative vitreoretinopathy by overactivating Norrin/β-catenin signaling[J]. The Journal of clinical investigation, 2021.(IF 11.86)
? Lai Y, Weng J, Wei X, et al. Toll-like receptor 2 costimulation potentiates the antitumor efficacy of CAR T Cells[J]. Leukemia, 2018.(IF 11.70)
? Cong J, Wu D, Dai H, et al. Interleukin-37 exacerbates experimental colitis in an intestinal microbiome-dependent fashion[J]. Theranostics, 2022.(IF 11.60)
? Wang B, Yang X, Zhao M, et al. Celastrol prevents high‐fat diet‐induced obesity by promoting white adipose tissue browning[J]. Clinical and Translational Medicine, 2021.(IF 11.49)
? Zhao Z, Li F, Ning J, et al. Novel compound FLZ alleviates rotenone-induced PD mouse model by suppressing TLR4/MyD88/NF-κB pathway through microbiota–gut–brain axis[J]. Acta Pharmaceutica Sinica B, 2021.(IF 11.41)
