20E诱导的Kr-h1通过BR-C增强子染色质可塑性调控发育转换的分子机制

本研究揭示了在果蝇幼虫-预蛹期转换过程中，20-羟基蜕皮激素(20E)通过激活Kr-h1-BR-C信号轴调控翅盘形态发生的新机制。研究人员发现20E通过EcR/USP-Met-Tai复合体直接诱导Kr-h1表达，后者通过BR-C增强子中的正性Kr-h1结合位点(PKBS)上调BR-C表达。更关键的是，20E/P300介导的H3K27乙酰化修饰可增加PKBS区域的染色质可及性，从而确保BR-C表达达到峰值水平。该研究首次阐明同一转录因子(Kr-h1)响应不同激素信号时，通过调控不同增强子区域的染色质可及性，可对同一靶基因(BR-C)产生完全相反的调控作用，为理解发育转换的分子开关机制提供了新视角。

　　

在昆虫发育过程中，转录因子与组蛋白修饰介导的染色质可及性共同调控着生长发育相关基因的时空表达模式。经典理论认为，保幼激素(JH)激活的Krüppel homolog 1(Kr-h1)通过抑制蜕皮激素(20-hydroxyecdysone, 20E)诱导的蛹化关键因子Broad-Complex(BR-C)表达来维持幼虫状态。然而这项研究在果蝇(Drosophila melanogaster)中发现了令人惊讶的新机制：在幼虫-预蛹转换期，20E竟然能通过其受体EcR/USP与辅因子Met-Tai复合体直接激活Kr-h1表达。

更精妙的是，此时Kr-h1角色发生戏剧性反转——它通过识别BR-C基因增强子区域的正向Kr-h1结合位点(Positive Kr-h1 Binding Sites, PKBS)来促进BR-C表达。研究团队进一步揭示，20E通过招募组蛋白乙酰转移酶P300，在PKBS区域催化产生H3K27ac组蛋白修饰，显著提高这些增强子区域的染色质可及性，就像"打开基因开关"般让Kr-h1能充分结合并最大化激活BR-C表达。

这项突破性发现完美诠释了"同一个演员在不同舞台演绎截然不同剧情"的分子生物学现象：Kr-h1这个"多面手"转录因子，既能响应JH信号抑制BR-C表达维持幼虫状态，又能响应20E信号激活BR-C表达推动蛹化进程，其功能转换的关键就在于不同激素信号塑造的染色质景观差异。该研究为理解激素信号整合发育时序的分子机制提供了全新范式。