拉斯克奖被誉为诺贝尔奖的“风向标”，来自洛克菲勒大学的C. David Allis教授和加州大学洛杉矶分校的Michael Grunstein教授因阐明基因表达受组蛋白化学修饰的机制获得了2018年拉斯克基础医学研究奖。本文中，小编就对近年来科学家们在组蛋白研究领域取得的研究成果进行整理，分享给大家！

【1】Science：重大进展！在DNA复制期间，蛋白MCM2促进组蛋白中的表观遗传信息在两条新的DNA链中均匀分布

doi：10.1126/science.aau0294

在一生当中，细胞持续地分裂。但是细胞在发生分裂时是如何记住产生皮肤细胞，肝细胞还是肠道细胞的呢？这个问题困扰了科学家多年。

在人细胞内，我们的DNA被组蛋白包裹着。它们一起形成一种称为染色质的结构。当细胞发生分裂时，DNA和整个染色质结构都被准确地复制是至关重要的。染色质储存着影响哪些基因表达的表观遗传信息。这就是说，我们细胞中的表观遗传信息有助于控制哪些基因“开启”和“关闭”。

在一项新的研究中，来自丹麦哥本哈根大学的研究人员开发出一种被称作SCAR-seq的新技术，这使得他们解决了储存在组蛋白中的表观遗传信息在DNA复制和细胞发生分裂时是如何传递的问题，并且成功地鉴定出一种当细胞发生分裂时负责细胞记忆传递的蛋白，即MCM2。相关研究结果于2018年8月16日在线发表在Science期刊上。

【2】JBC：靶向组蛋白去甲基化酶 为治疗结直肠癌提供新靶点

doi：10.1074/jbc.RA118.001730

组蛋白去甲基化酶JMJD1A在多种肿瘤中存在过表达能够促进癌症进展。之前研究表明JMJD1A能够促进结直肠癌进展，但是该分子在结直肠癌中的作用还没有得到*了解。近来自厦门大学的研究人员发现JMJD1A能够通过Wnt/β-catenin信号途径促进结直肠癌进展并揭示了具体机制，相关研究结果发表在学术期刊JBC上。

在这项研究中，研究人员报道JMJD1A在结直肠癌样本中存在过表达，并且其表达与增殖细胞核抗原（PCNA）存在正相关性。敲低JMJD1A能够抑制增殖相关基因表达，比如c-Myc，cyclin D1和PCNA，抑制结直肠癌细胞增殖，暂停细胞周期进展，并抑制异种抑制小鼠的肿瘤发生。

【3】JCI：改变组蛋白甲基化或可改善人肾小球疾病

doi：10.1172/JCI95946

在正常的发育过程中，组蛋白修饰能够控制细胞的命运决定，而在发生疾病时组蛋白修饰则会影响细胞的去分化过程。在一项发表在JCI上的研究中，来自加拿大的研究人员决定了解一下组蛋白修饰的动态变化将如何影响通常处于静止状态的成体肾小球足细胞。

为了做到这一点，研究人员在足细胞内改变了具有抑制性作用的H3K27me3的平衡并进行了一系列分析。阿霉素肾中毒实验和肾大部切除实验均表明，去除足细胞内具有组蛋白甲基化作用的甲基转移酶EZH2后，H3K27me3水平下降，小鼠容易患上肾小球疾病。研究人员发现在足细胞内H3K27me3聚集在Notch配体Jag1的启动子区域，通过EZH2抑制剂或敲低EZH2的表达解除对Jag1的抑制能够促进足细胞的去分化过程。

【4】Nature子刊：组蛋白降解或能促进DNA的修复反应

doi：10.1038/nsmb.3347

日前，一项刊登在杂志Nature Structural & Molecular Biology上的研究报告中，来自瑞士巴塞尔弗雷德里希*生物医学研究所的研究人员通过研究揭开了组蛋白降解如何伴随DNA修复效应的产生。此前研究中研究者发现，当染色质的物理行为发生改变时就会导致DNA损伤，此时，双链断裂发生位点的运动就会增强，进而转变为高度的动态性；此外研究者还能够在和DNA损伤相对应的细胞核的未损伤位点中观察到相同的效应。

为了深入阐明这种现象发生的原因，研究者就通过研究发现，组蛋白能够从DNA上分离下来，而且大约30%的组蛋白能够在DNA损伤的情况下发生降解，而这种过程能够被所谓的检查点反应所控制，而且核小体密度的降低不仅能够增加DNA的可动性，还能够增加染色质进行重组介导修复的可能性。

【5】Genome Res：深入研究组蛋白修饰机制或可帮助理解基因调节模式

doi：10.1101/gr.201038.115

近日，刊登在杂志Genome Research上的一篇研究论文中，来自新加坡A*STAR研究所的研究人员通过研究发现特殊类型的组蛋白修饰的*功能，这对于理解基因调节以及疾病的发生非常重要。

组蛋白是细胞核中的特殊蛋白，其可以组织DNA形成名为核小体的结构单位，帮助保护DNA以及控制基因的表达，目前有5种主要的组蛋白家族，不同家族的组蛋白有着不同的修饰表现。文章中研究者通过全基因组来观察分析这些组蛋白修饰的模式，目的在于理解基因调节和疾病发生的过程，比如一种名为组蛋白乙酰化作用的组蛋白修饰和用以基因调节和增强转录的DNA不同位点的激活直接相关，然而对于组蛋白及其功能的表现研究者还有待于深入研究。目前有35种已知的组蛋白乙酰化作用，其中很多乙酰化作用并没有明确的特征，大多数的调节基因组研究也将目光聚焦于H3K27ac和H3K9ac两种组蛋白的乙酰化作用上。

【6】Science：组蛋白单点突变可导致罕见儿童癌症

doi：10.1126/science.aac7272

近日，Science发表了一项研究进展，他们发现一种组蛋白编码基因发生缺陷与儿童恶性肿瘤的发生有关。来自美国威斯康星麦迪逊大学的Peter W. Lewis表示，大多数癌症的发生需要多个突变的共同作用，而他们发现的这个基因突变本身就足以导致形成肿瘤。

组蛋白除了用于形成核小体，帮助进行基因组的压缩包装，还在基因的激活和沉默过程中发挥重要作用。有研究发现一些儿科肿瘤中包含高频的组蛋白H3错义突变，但是其中的致癌机制仍然没有得到研究。

在这项研究中，研究人员发现组蛋白突变具有非比寻常的强大致癌能力。Lewis这样说道："我们每个人都从父亲和母亲那里分别得到15个组蛋白基因拷贝，但谁也没想到组蛋白上发生的单个突变就足以导致癌症。"

【7】Science：特殊技术可解析组蛋白修饰奥秘 助力基因调节机制的理解

doi：10.1126/science.aad7701

刊登在杂志Science上的一项研究报告中，来自麻省总医院、哈佛大学医学院及博德研究所的研究人员通过研究设计出了一种新方法，该方法可以帮助解析组蛋白的修饰过程，进而阐明基因调节的特殊机制，同时文章中研究人员还对单一核小体组合性修饰的模式进行了图谱的绘制。

为了确定一种基因是否可以被激活，或者和缠绕在DNA链上的组蛋白结构的共价修饰没有关联，研究人员就需要更好地理解组蛋白的修饰编码机制；这项研究中研究者就设计了一种可以解析组蛋白改变的特殊技术，这项技术主要以多能干细胞和谱系定型细胞开始，随后研究者挑选出特殊的核小体（包含组蛋白和DNA链的包裹结构），并且利用荧光物质对DNA链的末端进行标记。

下一步研究人员针对单一核小体进行研究，他们利用内反射显微镜制造出了数百万张图像，而这些图像就可以帮助解析组蛋白的修饰状态，这样一来研究人员就可以对单一核小体的不同改变进行定量操作，从而阐明遗传和化学改变如何优先地影响携带特殊修饰状态的核小体结构了，后一步研究人员利用相同的方法对单分子DNA进行测序来找到既定基因组中被修饰的核糖体的位点。

【8】Cancer cell：靶向组蛋白甲基酶PRMT1治疗急性髓系白血病

doi：10.1016/j.ccell.2015.12.007

近日，来自英国的科学家发现一种组蛋白甲基转移酶参与各种MLL以及非MLL白血病的发病过程，靶向该分子可能是治疗白血病的重要策略。

人类白血病的发病过程中经常存在染色体易位的情况，这会导致形成具有异常癌基因活性的嵌合体融合蛋白，开发一些小分子药物靶向这些融合蛋白已经成为一些白血病类型治疗的重要方法。但该方法在急性髓系白血病治疗方面的进展仍然很缓慢。

该研究发现的这种叫做PRMT1的酶是一种组蛋白精氨酸甲基转移酶，研究人员发现PRMT1是白血病恶性转化过程所必需的分子，但不足以诱导该过程的发生，白血病的恶性转化还需要通过嵌合转录因子招募另外一种分子——H3K9去甲基化酶KDM4C，共同介导表观遗传的重编程过程。利用药物抑制KDM4C/PRMT1能够进一步抑制MLL融合体以及MOZ-TIF2复合体促进癌基因转录和白血病恶性转化的能力。

【9】Genes Devel：组蛋白修饰的特殊标记或是开发长寿疗法的新型靶点

doi：10.1101/gad.254144.114

对DNA缠绕的修饰蛋白进行研究或可帮助阐明线虫、果蝇等生物基因调节和老化及长寿的关系，同时也可以为开发治疗年龄相关疾病的新型靶向药物提供希望。近日，一篇发表于杂志Genes and Development上的研究论文中，来自康奈尔大学的研究人员发表了其对组蛋白H3进行特殊修饰的研究。

如果说组蛋白就是线轴，那么DNA就是缠绕在线轴上螺线；组蛋白对于包装细胞内的DNA非常必要，而其也可以被以多种方式所修饰，这些方式都可以影响DNA的包装形式以及基因的开启与关闭。名为H3K36me3的H3组蛋白的修饰指的是在H3蛋白的特殊位点上进行化学标记。

研究者Sylvia Lee表示，我们描述了H3修饰的全基因组模式，随后描述了年幼和年长的秀丽隐杆线虫机体所有基因的表达，结果发现当基因（DNA）缠绕在H3上时，如果H3的修饰水平较低，那么基因的表达就趋向于随着年龄增长而发生波动，同时如果H3处于高水平修饰的状态，那么基因的表达就会随着年龄增长而保持稳定的状态。

【10】Science：细胞重编程的关键组蛋白伴侣分子

doi：10.1126/science.1254745

近日，刊登在杂志Science上的一篇研究论文中，来自密歇根州立大学的研究人员通过研究发现，名为ASF1A的基因在干细胞发育过程中发挥着重要作用；干细胞可以发育分化成为机体不同类型的细胞组织从而挽救人类的生命。

实际上ASF1A基因并不是本文的研究人员所发现的，该基因主要负责细胞的重编程，细胞的重编程即转变细胞的类型，这对于干细胞的分化至关重要。这项研究中，研究人员分析了卵母细胞中5000个基因，发现基因ASF1A、OCT4以及一种可溶性助手分子是细胞重编程中的重要组分。

研究者Elena Gonzalez-Munoz表示，本文研究揭示了干细胞发育的一项重大突破，如今我们揭示了成年体细胞比如皮肤细胞如何被转变成为胚胎干细胞，这或许可以帮助我们更清楚地理解这其中所涉及的机制及生物学过程。（生物谷）