2010年4月23日，我院生物化学与分子细胞生物学系程金科实验室在Molecular Cell 杂志发表题为“SUMO-specific protease 2 is essential for suppression of polycomb group protein-mediated gene silencing during embryonic development”的论文。论文报道了一个SUMO特异的蛋白酶家族成员SENP2调控Polycomb依赖的基因沉默的新的机制。
在组蛋白上有一种由修饰构成的“组蛋白密码”。组蛋白的这种密码是由能辨别这种修饰位点的一些蛋白质复合物来解密的。Polycomb complex group(PcG) 蛋白质就是细胞内组蛋白解密的蛋白质复合物之一。PcG作为基因转录的抑制因子主要控制在发育过程中一些参与细胞分化与胚胎发育的重要转录因子如Hox、Gata、Tbx、Sox、Bmp等家族基因的准确的表达程序, 参与干细胞“身份”的维持，调节干细胞的分化与胚胎发育，并且与一些肿瘤的发生机制有关。PcG主要由两个蛋白复合体组成。复合体2（PRC2）具有组蛋白甲基化酶功能，能使组蛋白3（Histone3，H3） K27位点进行三甲基化修饰（H3K27me3）；复合体1(PRC1)则能特异地识别这个修饰的位点，并与之结合，从而发挥抑制效应。在这篇文章中，程金科和他的同事们通过对SENP2基因敲除小鼠的表型分析，发现了SENP2在调节PRC功能中的重要作用。PRC1的亚基Pc2被SUMO修饰后会与甲基化的组蛋白H3K27结合，在基因启动子上产生占位效应而使基因沉默。而SENP2可以使Pc2去SUMO化而降低此种亲和力，抑制polycomb介导的基因沉默。他们的工作揭示了SUMO修饰在PcG抑制靶基因表达中有至关重要的作用，并进一步阐明了染色质修饰在调节基因表达中有不可忽视的作用。
程金科实验室的康迅雷为本文第一作者，论文的其他作者还有Dr. Edward Yeh的博士后Yitao Qi， 我院的左勇，王琦，邹嫣琼，以及Texas Heart Institute 的Robert J. Schwartz。 程金科和Edward Yeh为本文的通信作者。此项研究由国家自然基金委和科技部973资助。
Tufts University School of Medicine 的Grace Gill 教授在同一期中为该论文配发了题为“SUMO weighs in on polycomb-dependent gene repression ”的点评。
