来自北京生命科学研究所、中国农业大学等机构的研究人员在《Science》杂志上发表题为“Dense Chromatin Activates Polycomb Repressive Complex 2 to Regulate H3 Lysine 27 Methylation”的研究论文，揭示了染色质密度通过核心蛋白复合体PRC2影响基因转录的机制，为理解基因转录调控和基因沉默提供了重要细节。同期《Science》还配发了评论文章。

文章的通讯作者是北京生命科学研究所的朱冰研究员和高绍荣研究员，第一作者为北京生命科学研究所和中国农业大学共同培养的袁文博士，其他研究人员包括柴继杰等。

目前，将组蛋白修饰称为“表观遗传”已得到普遍认可，表明这些蛋白质携带了如何将相关DNA序列应用于早期事件功能的信息。然而，一些组蛋白修饰，如组蛋白H3上赖氨酸27（H3K27）的甲基化，其自我更新能力弱于其他修饰，后者能建立早期事件的“细胞记忆”。

过去三年发表的一系列文章——包括朱冰研究组的这项研究——揭示了甲基化H3K27的核心蛋白复合体PRC2的多种微妙作用机制。例如，该研究指出PRC2在不同密度染色质上的表现不同，从而产生一种在X染色体失活和癌症中起作用的抑制性染色质标记。

染色质最早由Flemming于1879年提出，用于描述核中染色后强烈着色的物质。其密度等特征对遗传物质的保存和传递至关重要：低密度表明基因表达活跃，高密度则表明基因表达受抑制。

核心蛋白复合体PRC包括PRC1和PRC2，两者均参与建立和维持多梳抑制染色质状态，是决定基因在适当时间、适当细胞类型中活化或去活化的关键因素。其中，PRC2介导H3K27甲基化调控，对Polycomb基因沉默至关重要，这是一种通过细胞分裂维持转录沉默的经典表观遗传现象。

在这项最新研究中，研究人员发现PRC2活性受其底物核小体排列密度的调控——邻近核小体通过其H3片段激活PRC2。此外，研究人员还发现了PRC2亚基Su(z)12上的突变，该突变会损伤PRC2结合活性肽段并作出应答的能力，以及建立体内H3K27三甲基化水平的能力。通过小鼠胚胎干细胞实验，他们发现局部染色体的压实先于PRC2介导的甲基化，这可能有助于解释PRC2如何维持这些基因的抑制状态。

这些实验数据表明，PRC2能对染色质环境变化作出反应，从而在转录调控中发挥重要作用。