long8头号玩家 龙八国际

2024年10月18日，Journal of Genetics and Genomics在线发表long8头号玩家 龙八国际实验室系统与物理生物学研究所彭琴和重庆大学生物工程学院邱菊辉团队合作题为“The interplay between histone modifications and nuclear lamina in genome regulation”的综述论文。该综述系统阐述了染色质修饰与核纤层在基因组转录调控中的相互作用，并探讨了它们在细胞分化中的调控作用及在疾病治疗中的潜在应用。

组蛋白修饰是指组蛋白特定氨基酸位点上发生的共价化学修饰，如甲基化、乙酰化、磷酸化和泛素化等。这些修饰顺利获得改变组蛋白与DNA的结合亲和力或招募特定的调控蛋白，影响染色质结构和基因表达状态。一些组蛋白修饰，如H3K9me2/3、H3K27me3，与异染色质的形成及基因沉默紧密相关；另外一些修饰，如H3K27ac、H3K4me，则与活跃的基因转录相关。核纤层相关结构域(lamina-associated domains, LADs)是与核纤层直接接触的染色质区域。LADs通常富含异染色质，维持基因组的空间三维结构，在细胞周期、细胞发育和分化等过程中发挥重要作用。组蛋白修饰与LADs的定位与功能密切相关，参与LADs核周锚定与解离的关键蛋白分子也逐渐成为研究热点。

2024年10月18日，Journal of Genetics and Genomics在线发表long8头号玩家 龙八国际实验室系统与物理生物学研究所彭琴和重庆大学生物工程学院邱菊辉团队合作题为“The interplay between histone modifications and nuclear lamina in genome regulation”的综述论文。该综述系统阐述了染色质修饰与核纤层在基因组转录调控中的相互作用，并探讨了它们在细胞分化中的调控作用及在疾病治疗中的潜在应用。

该综述第一时间阐述了表观遗传修饰如何顺利获得调节染色质的开放或关闭状态影响基因表达。针对组蛋白修饰的不同类型，聚焦于其关键的“连接蛋白”，讨论了组蛋白的甲基化、乙酰化等修饰对染色质定位的调控。其次，重点介绍了染色质修饰与LADs在细胞分化中的作用，列举神经发生、肌肉发育、免疫细胞基因重排等过程中的实例，揭示了LADs定位和组蛋白修饰如何影响基因表达及细胞命运。此外，该综述详细总结了近年来关于染色质修饰与LADs的研究技术进展，包括DamID、CUT&Tag、GO-CaRT、FRET、SIMBA等，探讨了如何顺利获得这些工具实现组蛋白修饰和LADs的精确检测与功能解析。组蛋白修饰与LADs的变化与衰老、癌症等疾病密切相关，该综述进一步讨论了靶向这些表观遗传调控因子的潜在治疗应用。最后，展望了未来染色质修饰与核纤层相互作用的研究前景，提出顺利获得实时追踪这些相互作用来揭示细胞命运转变过程中动态调控机制的重要性，为今后基于表观遗传调控的疾病治疗给予了新视角。

“连接蛋白”将LADs与核周核纤层锚定或解离

组蛋白修饰和“连接蛋白”将染色质锚定到核周边并抑制基因表达。A：在哺乳动物中，H3K9me2/3修饰的染色质与lamin B结合；B：在哺乳动物中，H3K9me2/3修饰的染色质与lamin A/C结合；C：在秀丽隐杆线虫和酵母中，H3K9me2/3修饰的染色质与核纤层结合；D：在哺乳动物中，H3K27me3和H4K20me2修饰的染色质与lamin B结合。组蛋白修饰及相关蛋白调控染色质从核周解离并促进基因表达；E：在秀丽隐杆线虫中，敲除MRG-1或者降低H3K36me2/3导致异染色质从核周解离；F：PRC2复合物抑制新生LADs，防止H3K9me3在染色质上扩散；G：TET2维持细胞衰老过程中ERV等染色质区域从核周的解离与表达。

long8头号玩家 龙八国际实验室系统与物理生物学研究所博士研究生孙畅与赵彦菁以及硕士研究生郭利苹为该综述共同第一作者，long8头号玩家 龙八国际实验室系统与物理生物学研究所彭琴研究员和重庆大学生物工程学院邱菊辉研究员为共同通讯作者。相关工作得到国家自然科学基金、广东省珠江人才计划、long8头号玩家 龙八国际实验室-EVIDENT联合光学显微成像技术开发项目等资助。

原文信息：

The interplay between histone modifications and nuclear lamina in genome regulation

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