抑制但准备好了：二价性如何使发育基因处于稳定的表达状态

除了在将DNA精确包装到细胞核空间中至关重要外，组蛋白也是修饰的位点，化学添加被称为表观遗传标记，控制基因是沉默还是表达

这种控制的一个专门版本是在激活和抑制标记都被放置的地方，称为二价性。Babraham研究所Voigt实验室的研究调查了二价性在细胞分化过程中平衡基因表达的机制

该论文发表在《分子细胞》杂志上

这些发现提供了对控制发育的复杂细胞过程的见解，如何从干细胞中指定细胞类型，以及如何建立细胞身份。破译这些机制不仅是理解基础生物学的关键，而且最终也将为再生医学方法的发展铺平道路

活性和抑制性标记的组合被认为使基因在未分化的细胞中保持稳定状态，根据分化线索，可以完全激活或完全永久抑制

现在，该团队的研究部分展示了如何实现这种平衡，并确定了读取二价状态并影响基因表达的蛋白质相互作用因子

Voigt实验室的博士后研究员Devisree Valsakumar博士解释说：“双价标记是稳定状态的看门人，我们可以将其与‘准备就绪，准备就绪，开始！’的‘设置’命令进行比较。正如我们后来的研究结果所示，这种将基因保持在‘准备就绪’状态的调控对于细胞与干细胞分化时细胞类型的适当专业化至关重要。”

识别双价阅读者的关键是该团队创造特异性修饰的组蛋白和核小体的能力（DNA以“串珠状”结构缠绕在组蛋白上）。通过精心重建DNA和组蛋白复合物以进行量身定制的蛋白质相互作用分析，研究小组表明，在二价位置，蛋白质被招募到抑制标记（H3K27me3），而不是激活标记（H3K4me3）

重要的是，研究人员发现，激活和抑制标记的二价组合允许结合特定的蛋白质，这些蛋白质不是由抑制（H3K27me3）或激活（H3K4me3）标记单独招募的

其中一种蛋白质是组蛋白乙酰转移酶复合物KAT6B（MORF），首次将其鉴定为二价核小体的读取器和胚胎干细胞（ESC）分化过程中二价基因表达的调节器

当KAT6B在胚胎干细胞中被敲除时，与未改变的对照组相比，这些细胞形成神经元的分化潜力降低。研究小组表明，这是由于未能正确调节二价基因的表达造成的，这表明KAT6B有助于二价基因保持稳定状态，确保它们在ESC分化过程中得到适当的激活

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该研究所表观遗传学研究项目的终身制小组负责人Philipp Voigt博士评论道：“我们的研究为发育基因表达调控的长期范式提供了见解，揭示了一个迄今为止尚未得到实验审查的关键机制。

”它还揭示了一层新的基于组蛋白的调控，表明二价性比最初想象的要复杂得多。我们很高兴现在能弄清楚存在哪些额外的调控层，以及这些调控层如何有助于平衡和控制发育基因的表达

“我要感谢所有参与这项工作的人，包括我在Babraham的实验室和生物信息学团队的同事，以及我在爱丁堡的前实验室和爱丁堡大学的蛋白质组学核心。”