北京时间10月15日23时，华东师范大学翁杰敏教授团队与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，在国际学术期刊《自然》上发表研究成果，首次揭示了一种在哺乳动物细胞中控制染色质分区以及近着丝粒异染色质形成、维持和稳态遗传的新机制。

真核生物的基因组由高度浓缩的异染色质和结构松散的常染色质组成。其中，近着丝粒异染色质是染色质稳态遗传的“记忆中枢”。　　

“细胞不仅要保证DNA序列的正确复制，还要维持染色质高级结构的稳定遗传。组蛋白修饰在这个过程中起着至关重要的作用。”翁杰敏教授说，长期以来，科学界已知组蛋白H3第9位赖氨酸的三甲基化修饰（H3K9me3）是异染色质形成和维持的关键标志，但在细胞分裂过程中，这一修饰如何被精确传承，却是未解之谜。

研究团队通过高通量筛选技术，发现了一个在细胞周期G2/M期特异性高表达的泛素连接酶G2E3。进一步研究发现，它能够在近着丝粒区域特异性催化组蛋白H3第14位赖氨酸的单泛素化修饰（H3K14ub），并以此调控异染色质的稳态遗传。

“我们不仅找到了哺乳动物中催化H3K14ub的关键酶G2E3，更重要的是揭示了其分子机制。”论文第一作者、华东师大附属芜湖医院博士后工作站黄园勇博士说。

据介绍，该调控机制的影响远不止于异染色质区域。研究发现，G2E3的缺失不仅损害了近着丝粒异染色质的结构，还会引发广泛的转录抑制。整个过程像一个多步骤工程：从“信号兵”标记出需要沉默的染色质区域，到“施工队”识别标记并着手维持异染色质结构的稳定；随后，HP1蛋白作为“巩固队”出场，确保基因沉默过程高效、稳定且不发生信息泄露。

“这一发现改变了我们对异染色质调控机制的认知，”翁杰敏教授强调，G2E3介导的调控通路不仅对异染色质的维持至关重要，更是整个基因组染色质区室化的关键调控者。

研究还发现，虽然酵母和哺乳动物使用了不同的泛素连接酶，但它们都通过“H3K14ub→H3K9me3”这一保守路径实现异染色质的稳态遗传，体现了生命演化过程中的“殊途同归”。

《自然》审稿人评价这一历时十年的研究工作“令人兴奋”——“解决了表观遗传领域的一个重要问题”“对理解染色质遗传机制具有重要贡献”。此外，该研究成果也具有潜在的临床应用前景。G2E3与肿瘤发生发展密切相关，其调控的染色质稳定性机制为理解多种疾病的发生机制提供了新视角。

翁杰敏教授与黄园勇博士。 张文斌摄