NIBS朱冰實驗室JBC報道表觀遺傳新發現

　　2013年9月10日，北京生命科學研究所的朱冰實驗室在The Journal of Biological Chemistry雜志上在線發表題為《Histone H2A ubiquitination inhibits the enzymatic activity of H3 Lysine 36 methyltransferases》的文章。該文章主要報道了組蛋白H2A的單泛素化修飾可以直接抑制組蛋白H3第36位賴氨酸甲基轉移酶的生化活性。

　　組蛋白具有多種翻譯后修飾，組蛋白修飾間的相互調節具有重要的生理意義。此前,朱冰實驗室發現轉錄抑制相關的組蛋白H3K27甲基化修飾與轉錄活躍相關的組蛋白H3K36甲基化修飾的高階狀態在體內幾乎不能共存于同一組蛋白H3分子。該項研究發現H3K36甲基化修飾直接拮抗H3K27甲基化酶PRC2的活性，并進一步發現經典的PRC2拮抗蛋白Ash1是一個H3K36甲基化酶。該項工作于2011年發表于The Journal of Biological Chemistry雜志，并被該雜志評為年度最佳論文。

　　然而，該工作也發現H3K27甲基化不能抑制H3K36甲基化酶的活性，這種單向的抑制機制不足以解釋H3K27與H3K36高階甲基化修飾間的完全互斥。

　　組蛋白H2A單泛素化與組蛋白H3K27甲基化均為重要的Polycomb類抑制性修飾，且常共存。因此，本研究試圖從組蛋白H2A單泛素化修飾的角度去解釋H3K27與H3K36甲基化間不共存的機制。在本研究中，朱冰實驗室建立了一套純化到毫克級單泛素化組蛋白H2A的簡便方法，并能在體外組裝H2A完全單泛素化的核小體，并比較不同組蛋白甲基轉移酶在該核小體底物上的生化活性。本研究發現多個H3K36甲基轉移酶的活性均會被組蛋白H2A單泛素化抑制，但其它位點上的甲基化酶則不受H2A單泛素化的影響。這些進展與已知的文獻一起更好地揭示了H3K36甲基化與Polycomb修飾及轉錄調節間的關系。

　　北京生命科學研究所與北京師范大學聯合培養的博士生袁剛為本文的第一作者，朱冰實驗室的技術員馬奔、袁文博士、張珠強博士對研究工作具有重要貢獻，其他作者包括本所的馮麗、丁曉軍、陳涉博士、中國科學院生物物理研究所的陳萍博士和李國紅博士以及清華大學的沈曉驊博士。朱冰博士為本文通訊作者。該研究由科技部、北京市科委和HHMI國際青年科學家項目資助，主要工作在北京生命科學研究所完成。