酵母亚端粒区域是由多个共存的表观遗传亚结构域组成的动态镶嵌体

《Nature Communications》：Discrete subdomains establish epigenetic diversity in subtelomeric heterochromatin in fission yeast

亚端粒是紧邻端粒的不完全重复序列，受异染色质介导的转录抑制。尽管亚端粒对维持基因组完整性至关重要，但其序列的高度重复性一直阻碍了对局部异染色质组装与维持机制的深入解析。我们通过构建在单一亚端粒位点携带荧光报告基因的面包酵母工程菌株，揭示了其中存在不同的亚结构域。这些亚结构域具有不同的沉默需求：靠近端粒的区域依赖于经典的shelterin复合物或RNA干扰介导的成核途径，而远离端粒的区域则涉及核小体重塑酶、组蛋白伴侣蛋白及边界相关因子。亚结构域还呈现出不同的表观遗传状态，这些状态不仅出现在不同染色体臂的同源位点上，也存在于同一段亚端粒序列中。我们通过多代活细胞成像与靶向扰动实验记录并验证了这些表观遗传状态。分析结果表明，亚端粒亚结构域表现出位置特异性、克隆变异的沉默模式，其表观遗传状态从高度稳定到脆弱不等。值得注意的是，在真核生物亚端粒序列中常见的结构变异决定了局部表观遗传的稳定性。这些发现揭示，长期以来因序列高度变异性而备受关注的亚端粒区域，实际上是由多个共存的表观遗传域组成的动态镶嵌体。这表明染色体末端存在多样化的基因抑制调控逻辑，涵盖从环境响应到沉默稳定性的广泛功能。