Polycomb Group (PcG)蛋白最早于果蠅中發(fā)現(xiàn)，在動物和植物中功能保守。PcG蛋白通過負(fù)向修飾染色質(zhì)抑制基因表達(dá)，主要的作用分為三種：單泛素化修飾組蛋白H2A（H2AK121ub）、三甲基化修飾組蛋白H3（H3K27me3）、壓縮染色質(zhì)。相比較PcG介導(dǎo)的兩種組蛋白修飾，PcG蛋白如何調(diào)控染色質(zhì)結(jié)構(gòu)仍不清楚。2021年1月12日，蛋白質(zhì)與植物基因研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)學(xué)院周岳課題組與西班牙植物生物化學(xué)和光合作用研究所Myriam Calonje研究員合作在《自然?通訊》（Nature Communication）上在線發(fā)表了題為“H2AK121ub in Arabidopsis associates with a less accessible chromatin state at transcriptional regulation hotspots”的研究論文。揭示了擬南芥PcG蛋白對轉(zhuǎn)錄調(diào)控?zé)狳c(diǎn)進(jìn)行組蛋白H2A的單泛素化修飾，進(jìn)而通過PRC2和EMF1壓縮染色質(zhì)狀態(tài)，抑制基因表達(dá)參與調(diào)控植物生長發(fā)育的分子機(jī)制。

　　周岳課題組首先構(gòu)建了所有擬南芥PcG蛋白的突變體。由于PRC2本質(zhì)上是一個組蛋白甲基化轉(zhuǎn)移酶復(fù)合體，在孢子體階段核心成員是兩個SET結(jié)構(gòu)域蛋白，CLF和SWN2，因此用 clfswn 雙突代表PRC2突變體。植物PRC1有4個成員，相互關(guān)系并不清楚，功能也有所區(qū)別，所以構(gòu)建了4種突變體，用以代表所有PRC1突變體，包括 lhp1 、 ring1ab 、 bmi1abc 和 emf1 。研究人員通過ATAC-seq解析了所有PcG突變體的染色質(zhì)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)PcG突變體染色質(zhì)開放程度大幅增加，而且出現(xiàn)了很多新的開放位點(diǎn)。通過整合100個已經(jīng)發(fā)表的轉(zhuǎn)錄因子ChIP-seq數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)Tn5高敏感位點(diǎn)(THS)與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)共定位，揭示了PcG蛋白參與壓縮轉(zhuǎn)錄調(diào)控?zé)狳c(diǎn)的染色質(zhì)狀態(tài)。進(jìn)一步對所有PcG突變體進(jìn)行H2AK121ub和H3K27me3修飾的ChIP-seq分析，結(jié)果表明大約80%的THS區(qū)域附近存在H2AK121ub修飾，而只有30%的THS區(qū)域存在H3K27me3修飾，這30%的THS同時具有H2AK121ub修飾。相比于野生型，被H3K27me3修飾的位點(diǎn)總是關(guān)閉的，而同時擁有兩種修飾的區(qū)域染色質(zhì)狀態(tài)可以在突變體中被打開。綜上所述，該研究揭示了植物轉(zhuǎn)錄因子需要在不同生長階段或環(huán)境響應(yīng)中結(jié)合轉(zhuǎn)錄調(diào)控?zé)狳c(diǎn)，而轉(zhuǎn)錄調(diào)控?zé)狳c(diǎn)的染色質(zhì)狀態(tài)受到PcG蛋白的調(diào)控。