2024年8月1日，中国科学院微生物研究所单淳敏团队和哥伦比亚大学生物系贾松涛团队合作在Molecular Cell上发表了题为“Mrc1 regulates parental histone segregation and heterochromatin inheritance”的研究论文。该研究以裂殖酵母为模式生物，发现复制体蛋白Mrc1在促进亲代组蛋白H3-H4聚合体向子代DNA链转移和表观遗传过程中发挥关键作用，从理论上突破了对真核生物表观遗传信息向子代传递方式这一保守生物学过程的认识，同时为深入理解表观遗传信息传递在DNA复制过程中的调控机制提供了新视角。
在真核生物细胞分裂过程中，组蛋白修饰在DNA复制的同时可以传递给子代细胞，复刻过去基因活动的记录。如何准确地将染色质信息传递给子细胞一直是表观遗传学领域的最重要及最难回答的问题之一。染色质的表观遗传记忆与亲代组蛋白H3-H4聚合体在新合成的子代DNA链上的转移过程紧密相关。然而，亲代组蛋白向子代细胞传递的具体机制一直未被完全揭示。
先前的研究表明，亲代组蛋白H3-H4向DNA后随链的转移需要DNA复制机器中两个关键蛋白：Mcm2和DNA聚合酶α。由于Mcm2在复制体的最前端，而DNA聚合酶α位于复制体的后部，因而组蛋白如何跨越复制体进行传递的机制并不明确。另外，Mcm2一般位于先导链上，如何调控后随链组蛋白的分布一直是一个谜。本研究发现，一个名为Mrc1的复制体蛋白在亲代组蛋白H3-H4向后随链的转移过程中发挥关键作用，从而确保异染色质的正确遗传。团队通过一系列包括高通量遗传筛选、染色质免疫沉淀和eSPAN等在内的实验分析，详细阐明了Mrc1的作用机制，发现Mrc1能够将Mcm2导向DNA聚合酶α（图1），对调节亲代组蛋白向后随链的转移过程至关重要。
中国科学院微生物研究所单淳敏研究员和哥伦比亚大学生物系贾松涛教授为本文的共同通讯作者，哥伦比亚大学博士研究生户田健雄、方艺蒙和微生物研究所单淳敏研究员为本文的共同第一作者。该研究得到了国家人才引进计划和微生物研究所所长改革创新基金的支持。
图1 Mrc1促进亲代组蛋白向后随链的转移
原文链接：https://www.cell.com/molecular-cell/abstract/S1097-2765(24)00573-2
