王露/吴薇等发现前体tRNA和逆转录转座子联手构建异染色质

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Sci Adv： 细胞如何“借力打力”，王露/吴薇等发现前体tRNA和逆转录转座子联手构建异染色质1 |% `4 l  Y; ?
1.        新生长末端重复（LTR）! }$ h5 Z# `1 Q( e; ~" ~
2.        SUV39H甲基转移酶  S7 ?& K4 p' a  |; g" M( c9 P
3.        异染色质- o- Q. l! q7 ~' z! \
来源：iNature 2026-09-11 16:39* @, I+ B& Z/ D5 L3 H% ?) `
作者的发现不仅揭示了一种先前未被认识的异染色质起始机制，还解决了一个长期存在的问题：宿主如何利用新生LTR逆转录转座子转录本。) p  \8 e6 p) p  y9 M* F) K
着丝粒周围异染色质是真核染色体基本组分，赋予特化的基因组结构以广泛的功能后果。尽管它普遍以H3K9me3修饰为标志，但潜在的着丝粒周围DNA序列在物种间差异显著。
0 i$ R% F" ~( H2026年9月2日，中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所王露和吴薇共同通讯在Science Advances 在线发表题为Hijacking pre-tRNA enables LTR-retrotransposon–initiated constitutive heterochromatin formation的研究论文。
4 R: @% U* P2 E1 x& E该研究通过利用转座报告系统结合全基因组RNA干扰（RNAi）筛选，作者鉴定了一种招募SUV39H甲基转移酶以启动着丝粒周围异染色质形成的专门机制。该通路依赖于一个由Puf68、前体转移RNA（tRNAs）和引物结合位点（PBS）组成的高度有序复合物。0 t8 W0 K0 [+ g* f1 v: S4 g9 _; w% N
Puf68以高亲和力结合前体tRNA 3′尾部中的poly-U序列段，形成Puf68/前体tRNA复合物，该复合物随后与新生长末端重复（LTR）逆转录转座子的PBS进行碱基配对。通过直接相互作用，Puf68将Su(var)3-9招募至这些区域，催化H3K9三甲基化。值得注意的是，Puf68足以在着丝粒周围和异位整合的LTR逆转录转座子区域启动从头异染色质组装。
; H- _3 b# e# G/ h4 ?+ s: v作者的发现不仅揭示了一种先前未被认识的异染色质起始机制，还解决了一个长期存在的问题：宿主如何利用新生LTR逆转录转座子转录本。
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“异染色质”一词由Emil Heitz于1928年提出，用以描述在整个细胞周期中保持压缩形态的染色体区域。着丝粒周围异染色质，即组成型异染色质，代表从酵母到人类等物种中真核染色体的一个功能性和基本结构域，在调控基因表达、限制转座子活性和维护基因组完整性方面发挥关键作用。: S& Z- o" a: w2 U" r5 f7 R
着丝粒周围异染色质的核心保守特征包括：（i）特征性的H3K9me2和H3K9me3表观遗传标记；（ii）进化保守的SUV39H家族H3K9特异性组蛋白甲基转移酶；以及（iii）介导异染色质形成和维持的异染色质蛋白1（HP1）结合平台。4 }$ D% C" B3 i3 e3 N
着丝粒周围异染色质的组装通过三个可辨别阶段进行：抑制复合物在起始位点的成核、抑制性组蛋白修饰的顺式扩散，以及异染色质的建立。虽然SUV39H甲基转移酶催化的H3K9甲基化代表着丝粒周围异染色质的主要标志，但调控SUV39H成核和异染色质起始的机制在不同物种间表现出显著差异。- A! y5 f% o7 L. Q+ g% G' Q! P
在裂殖酵母中，Ago1相关小RNA（sRNAs）识别重复序列的同源新生转录本，随后成核Clr4甲基转移酶复合物（CLRC）以启动着丝粒周围异染色质的形成。此外，在sRNAs缺失的情况下，MTREC/PAXT复合物引导一个异染色质长链非编码RNA以成核Clr4介导的异染色质组装。+ V( x- z8 q( B0 y$ g
虽然在哺乳动物细胞中启动着丝粒周围异染色质的机制尚不清楚，但近期研究表明，锌指蛋白（ZNFs）特异性结合着丝粒周围DNA并招募SUV39H甲基转移酶以建立从头着丝粒周围异染色质。
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图1.Puf68相互作用并将Su(var)3-9招募到中心周围区域（摘自Science Advances）
+ f* @2 V& z, O然而，在果蝇体细胞组织中，在着丝粒周围区域成核SUV39H同源物以启动从头异染色质形成的因子尚未被鉴定。基因组DNA组成的比较分析揭示，与其他物种相比，果蝇基因组中着丝粒周围区域的DNA序列高度独特。
& v$ I* A" t: H/ \3 c$ g1 h# T超过73%的着丝粒周围DNA由转座元件（TEs）组成，其中约44.7%来自长末端重复（LTR）逆转录转座子（图S1B）。这些数据表明，果蝇可能已进化出一种专门的机制来启动SUV39H甲基转移酶依赖的着丝粒周围异染色质组装。4 [. }; F6 L. A. Y) T  w
参考消息：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aef2333
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