核小体作为真核生物染色质的基本单位，由DNA缠绕组蛋白八聚体构成。组蛋白的N端存在多种共价修饰，这些翻译后修饰通过影响染色质的状态调控基因表达等重要生物学过程。其中，组蛋白H3第27位赖氨酸的三甲基化修饰（H3K27me3）在维持基因沉默状态，以及动植物细胞命运决定和发育过程中，发挥了关键调控作用。

中国科学院遗传与发育生物学研究所曹晓风研究组的前期研究发现，REF6/JMJ12蛋白能够特异性去除H3K27me3/me2甲基化修饰，从而调控拟南芥基因组中超过600个基因的H3K27me3水平。这项研究成果于2011年发表在《Nature Genetics》杂志。然而，REF6如何特异性识别并招募到这些靶基因位点的分子机制仍不清楚。

近期，该研究组进一步揭示了REF6蛋白的靶基因选择性机制。研究发现，REF6蛋白的C端串联锌指结构域对其功能至关重要。尽管缺失该结构域的REF6蛋白仍具有H3K27me3去甲基化酶活性，但却无法识别其靶基因位点。进一步研究表明，REF6通过其串联锌指结构域识别特定DNA基序（CTCTGYTY），从而实现对靶基因的选择性调控，并特异性去除H3K27me3修饰。

通过基因组内CTCTGYTY基序的生物信息学分析，研究者发现，REF6倾向于结合在CTCTGYTY基序密集且染色质处于活跃状态的区域。此外，实验表明，在ref6突变体中，部分拟南芥子叶出现融合表型。进一步研究发现，拟南芥CUC1、CUC2和CUC3三个同源转录因子参与了子叶边界分离过程。染色质免疫共沉淀实验显示，REF6能够结合CUC1和CUC3基因位点并去除H3K27me3修饰，但不影响CUC2基因。这与CUC1和CUC3基因位点含有多个CTCTGYTY基序，而CUC2基因位点不含此基序的结果一致。遗传分析进一步证实，REF6通过调控CUC1和CUC3基因，而非CUC2基因，来影响器官边界的形成。

研究还发现，REF6同源蛋白广泛存在于植物不同类群（从苔藓植物到被子植物）。对这些蛋白锌指结构域的序列识别特异性进行深入研究，将有助于理解植物中组蛋白去甲基化酶如何特异性调控靶基因。

该项研究成果于4月25日在线发表在《Nature Genetics》杂志(doi:10.1038/ng.3556)。曹晓风实验室的副研究员崔霞（现为中国农业科学院蔬菜花卉所研究员）、陆发隆、博士研究生邱琦以及博士后周兵为本文的共同第一作者。研究得到了科技部重大研究计划、国家自然科学基金和植物基因组学国家重点实验室的资助。