
-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
综述:多梳蛋白介导的染色质折叠及其在表观遗传抑制中的神秘作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月31日 来源:The FEBS Journal 4.2
编辑推荐:
这篇综述深入探讨了多梳抑制复合物(PRC1/PRC2)通过H3K27me3修饰介导的染色质动态折叠机制,揭示了其在维持发育基因表观沉默和跨代遗传记忆中的关键作用,为理解三维基因组调控提供了新视角。
多梳蛋白介导的染色质折叠及其在表观遗传抑制中的神秘作用
长程相互作用
多梳抑制系统(Polycomb system)通过PRC1和PRC2复合物在细胞核内形成特殊的空间结构——多梳小体(Polycomb bodies)。Hi-C和荧光原位杂交(FISH)技术证实,被多梳系统抑制的基因在三维空间中倾向于彼此靠近,但这种现象仅占10%的观测时间。计算模型表明,这种相互作用可能由PRC1亚基Ph(哺乳动物中的PHC1-3)和Scm(SCML1/2)的SAM结构域介导的聚合作用驱动。值得注意的是,这种长程互作能增强转基因报告基因的"配对敏感沉默"效应,但其在天然基因组位点中的功能仍需进一步验证。
局部染色质折叠
被多梳系统抑制的基因呈现独特的拓扑相关域(TADs)结构,其染色质接触频率随距离缓慢衰减。超分辨率显微镜显示,这些区域的染色质密度比活跃基因高2倍,但动态性显著——频繁在折叠与非折叠状态间切换。PRC1通过其Chromodomain识别H3K27me3标记,形成"锚点-环"结构促使PREs(多梳响应元件)空间聚集。有趣的是,这种折叠既不阻碍转录因子结合,也不影响绝缘子蛋白功能,颠覆了传统"空间阻遏"模型。
对表观遗传抑制的启示
最新聚合物模型揭示,染色质折叠通过两种机制维持表观记忆:1)促进PRC2在复制后快速恢复H3K27me3修饰;2)限制H3K27甲基化错误扩散到非目标区域。活细胞成像显示,被抑制基因仍会短暂激活,但PRC1-H3K27me3相互作用显著降低这种概率。这种"动态平衡"机制既保证了发育程序的稳定性,又避免了基因组范围的异常甲基化。
结语
多梳系统通过精妙的染色质构象调控实现基因沉默:局部折叠维持表观记忆的精确性,而长程互作可能作为"安全锁"增强抑制效果。未来研究需结合活细胞成像与单分子技术,揭示这些动态过程如何共同塑造细胞命运决定。
生物通微信公众号
知名企业招聘