青科沙龙第112期 | Nature-旁着丝粒异染色质的建立机制

以组蛋白H3K9甲基化修饰为标记的旁着丝粒异染色质（pericentric heterochromatin）是染色质的重要组成部分，其在确保正确的有丝分裂、调控恰当的基因表达以及维持基因组稳定性等方面起着重要作用。异染色质这一名词于1928年由德国科学家Emil Heitz提出，被用来描述细胞中被染料浓密着色的染色质区域，这类异染色质在旁着丝粒区尤为明显，并且在绝大部分细胞类型中均为异染色质，因此被称为组成型异染色质，以与由H3K27甲基化修饰所标记的兼性异染色质相区别。

组成型异染色质与1930年发现的首个表观遗传学现象（果蝇眼睛的位置效应花斑现象,position effect variegation,PEV）密切相关。PEV现象的发现者Hermann Muller于1946年获得了诺贝尔奖。随后，科学家们通过遗传筛选获得了突变后能抑制该现象的基因，并将它们称为花斑效应抑制子基因Su(var)。1986年， Su(var)2-5基因被克隆，其编码的蛋白质定位于组成型异染色质区域，所以被命名为异染色质蛋白1（heterochromatin protein 1，HP1）。2000年，Su(var)3-9同源基因编码的SUV39H家族蛋白被发现是组蛋白H3K9甲基化酶。该发现具有里程碑意义，因为SUV39H家族蛋白是首个组蛋白甲基化酶，H3K9甲基化也是首个能标记特定染色质区域的组蛋白甲基化修饰，这一工作开启了组蛋白甲基化修饰的研究浪潮。2001年，多个课题组发现HP1及其同源蛋白能够选择性识别甲基化的H3K9。

然而，组成型异染色质领域仍然存在着两个长期的未解之谜：

1.在高等真核生物中，SUV39H家族蛋白是怎样被招募到旁着丝粒区域以起始异染色质形成的？