生物通报道：Journal of Biological chemistry通常简称为JBC，中文译名为《生物化学杂志》或《生物化学期刊》，这一杂志创刊于1905年，自1925年起由美国生物化学和分子生物学学会出版。JBC杂志目前同时通过纸版和在线方式每周发行，涉及生物化学和分子生物学的所有领域，是生命科学领域的重要杂志。

日前JBC以工作的出色程度及其对研究领域潜在的深远影响为标准，对2011年全年发表在该杂志上的4000多篇文章进行评选，最终评选出20篇2011年度最佳论文。

北京生命科学研究所的朱冰研究组发表的题为“H3K36 methylation antagonizes PRC2 mediated H3K27 methylation”的文章当选“基因调控”类别中的最佳论文。

这篇论文由北京生命科学研究所与中国农业大学，协和医科大学等处合作完成，发现了组蛋白H3第36位赖氨酸甲基化可以拮抗组蛋白甲基化酶PRC2对H3第27位赖氨酸进行修饰，同时研究人员还证明了一个已知的PRC2拮抗蛋白：ASH1是一个H3第36位赖氨酸专一性的组蛋白甲基化酶。

表观遗传学已成为生命科学领域研究热点之一，组蛋白研究是表观遗传学领域的一个重要研究方向，这篇文章就主要是围绕组蛋白修饰展开的。研究发现在HeLa细胞中，H3第27位赖氨酸的三甲基化修饰很少与H3第36赖氨酸的高阶甲基化（二甲基化合三甲基化）修饰共存于同一条多肽上。并且通过生化实验证明含有H3第36位赖氨酸甲基化修饰的核小体可以抑制PRC2复合物在其上的活性。

PRC2复合物所介导的组蛋白H3第27位赖氨酸甲基化修饰对于基因的转录起着重要的调节作用。PRC2复合物所介导的27位赖氨酸甲基化修饰可以在染色质上蔓延从而形成区域性的抑制型染色质环境。所以，一个很重要的问题就是染色质上哪些组分能够拮抗这种蔓延。除此之外，研究人员还证明了一个已知的PRC2拮抗蛋白ASH1，是一个H3第36位赖氨酸专一性的组蛋白甲基化酶。

朱冰研究员今年入选了“霍华德—休斯医学研究所（HHMI）首届国际青年科学家奖”，其研究组主要研究方向是表型遗传学(Epigenetics)的生物化学机理。他们还曾利用基于稳定同位素标记的定量质谱技术对DNA复制之后“新”、“旧”组蛋白的分配进行研究。研究人员发现H3.1-H4组成的核心四聚体在DNA复制过程中保持完整。此结果暗示，新的组蛋白H3.1-H4可能以相邻核小体的已有修饰为模板，重新建立其修饰模式。首次发现由组蛋白变体H3.3组成的H3-H4四聚体会发生相当量的“新”、“旧”重组。

（生物通：万纹）

原文摘要：

H3K27 methylation mediated by the histone methyltransferase complex PRC2 is critical for transcriptional regulation, Polycomb silencing, Drosophila segmentation, mammalian X chromosome inactivation and cancer. PRC2-mediated H3K27 methylation can spread along the chromatin and propagate the repressive chromatin environment; thus, chromatin components that antagonize PRC2's activity are important for restraining Polycomb silencing. Here we report that in HeLa cells, H3 histones unmethylated at K36 are mostly methylated at K27, with the exception of newly synthesized H3. In addition, K27me3 rarely co-exists with K36me2 or K36me3 on the same histone H3 polypeptide. Moreover, PRC2 activity is greatly inhibited on nucleosomal substrates with pre-installed H3K36 methylation. These findings collectively identify H3K36 methylation as a chromatin component that restricts the PRC2-mediated spread of H3K27 methylation. Finally, we provide evidence that the controversial histone lysine methyltransferase Ash1, a known Trithorax group protein that antagonizes Polycomb silencing in vivo, is an H3K36-specific dimethylase, not an H3K4 methylase, further supporting the role of H3K36 methylation in antagonizing PRC2-mediated H3K27 methylation.

作者简介：

朱冰博士

北京生命科学研究所研究员

本实验室的兴趣主要集中在研究表型遗传学(Epigenetics)的生物化学机理。众所周知，各种不同的体细胞均具有同一基因组，然而却各自表达不同类的基因。近年来的许多研究工作表明染色质(chromatin)的各种共价修饰，如组蛋白修饰(histone modifications)和DNA甲基化修饰，对基因表达的表型遗传学调控起着重要作用。染色质修饰的多样性以及对这些修饰的识别为细胞提供了一套遗传信息的检索系统。本实验室致力于利用生物化学手段分离纯化与染色质修饰有关的各类蛋白质复合体(protein complex)，研究它们的生物学功能和作用机理。

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