近日，上海科技大学生命科学与技术学院高冠军课题组在学术期刊Open Biology杂志上在线发表题为“Cis- and Trans-Regulation by Histone H4 Basic Patch R17/R19 in Metazoan Development” 的论文，报道了组蛋白H4的N端basic-patch（碱性斑块）对生长发育的调控作用和分子机制。
真核生物染色质基本结构单位是核小体。而核小体由DNA和组蛋白（H2A、H2B、H3和H4）构成。组蛋白的氨基酸及其翻译后修饰（PTM）能够通过与DNA的电荷相互作用影响染色质高级结构和基因表达。组蛋白表观调控不当会导致细胞分化异常或发育缺陷，甚至影响正常的生理活动和生命健康。而组蛋白H4的N端还包含一段富集正电荷的basic-patch，它能够控制核小体的相互作用和其他蛋白与核小体结合的能力，但其在动物中的生物学功能和分子调控机制尚不清楚。
高冠军团队利用组蛋白突变技术，在果蝇模型中构建了H4 basic-patch含有不同电荷性质（正电荷/负电荷/中性电荷）的突变品系，系统阐明了正电荷在发育层面的必需性；同时通过生化方法进一步阐明了basic-patch可以通过顺式/反式crosstalk串扰的方式参与到发育基因转录调控的分子机制。该研究不仅揭示了组蛋白正电荷对基因表达调控的影响，而且也为探索核小体上组蛋白位点间的复杂调控网络提供理论参考。
图1. 组蛋白H4 basic-patch位点的crosstalk串扰调控模型。
高冠军课题组博士后张雪迪为第一作者，高冠军为通讯作者，上海科技大学为唯一完成单位。上科大分子影像和分子细胞平台对该项研究提供了技术帮助。该研究受到国家自然科学基金委、上海市科学技术委员会和上海科技大学经费的支持。
论文链接： https://doi.org/10.1098/rsob.220066