H3K27me3是對(duì) DNA 包裝蛋白組蛋白 H3的表觀遺傳修飾。這是一個(gè)標(biāo)記，表明賴氨酸27的三甲基化的組蛋白 H3蛋白。
這種三甲基化通過異色區(qū)域的形成與附近基因的下調(diào)有關(guān)
真核細(xì)胞的基因組 DNA 被一種叫做組蛋白的特殊蛋白質(zhì)分子包裹著。由 DNA 循環(huán)形成的復(fù)合物被稱為染色質(zhì)。染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位是核小體: 它由組蛋白(H2A，H2B，H3和 H4)的核心八聚體以及接頭組蛋白和大約180個(gè)堿基對(duì)的 DNA 組成。這些核心組蛋白富含賴氨酸和精氨酸殘基。這些組蛋白的羧基(C)末端有助于組蛋白-組蛋白的相互作用，以及組蛋白-DNA 的相互作用。氨基末端帶電的尾部是翻譯后修飾的部位，例如在 H3K27me3中看到的那個(gè)。
在賴氨酸27上放置抑制性標(biāo)記需要通過轉(zhuǎn)錄因子募集染色質(zhì)調(diào)節(jié)因子。這些修飾劑或者是組蛋白修飾復(fù)合物，它們共價(jià)修飾組蛋白，使其在核小體周圍移動(dòng)并打開染色質(zhì)，或者是染色質(zhì)重塑復(fù)合物，涉及核小體的移動(dòng)而不直接修飾它們。這些組蛋白標(biāo)記可以作為其他共激活因子的對(duì)接位點(diǎn)，如 H3K27me3所示。這是通過多梳介導(dǎo)的基因沉默通過組蛋白甲基化和染色體域的相互作用。多梳抑制復(fù)合物(PRC) ; PRC2，通過組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶活性介導(dǎo)組蛋白3在賴氨酸27上的三甲基化.這個(gè)標(biāo)記可以招募 PRC1，它將結(jié)合并促進(jìn)染色質(zhì)的壓縮。
H3K27me3與 DNA 損傷的修復(fù)有關(guān)，特別是通過同源重組修復(fù)修復(fù)雙鏈斷裂。
H3K27可以進(jìn)行各種其他修飾。它可以以單甲基化和二甲基化狀態(tài)存在。這些各自的修飾的作用并不像三甲基化那樣具有很好的特征。然而，PRC2被認(rèn)為與所有與 H3K27me 相關(guān)的甲基化有關(guān)。
H3K27me1與促進(jìn)轉(zhuǎn)錄有關(guān)，并被認(rèn)為在轉(zhuǎn)錄基因中積累。組蛋白-組蛋白相互作用在這個(gè)過程中起作用。調(diào)節(jié)通過依賴 Setd2的 H3K36me3沉積發(fā)生。
H3K27me2廣泛分布于核心組蛋白 H3內(nèi)，被認(rèn)為通過抑制非細(xì)胞型特異性增強(qiáng)子起到保護(hù)作用。最終，這導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄失活。
乙酰化通常與基因的上調(diào)有關(guān)。這是 H3K27ac 的情況，它是一個(gè)活躍的增強(qiáng)標(biāo)記。它存在于基因的遠(yuǎn)端和近端區(qū)域。它在轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)(TSS)中得到了豐富。H3K27ac 與 H3K27me3共享一個(gè)位置，它們以拮抗的方式相互作用。
H3K27me3通常被認(rèn)為在二價(jià)結(jié)構(gòu)域中與 H3K4me3相互作用。這些結(jié)構(gòu)域通常存在于胚胎干細(xì)胞中，對(duì)于正確的細(xì)胞分化來說至關(guān)重要。H3K27me3和 H3K4me3決定了一個(gè)細(xì)胞是否將保持不明確或最終將分化。小鼠中的 Grb10基因利用這些二價(jià)結(jié)構(gòu)域。Grb10顯示印跡基因表達(dá)?；驈囊粋€(gè)親本等位基因中表達(dá)，同時(shí)在另一個(gè)親本等位基因中沉默。
其他具有良好特征的修飾包括 H3K9me3和 H4K20me3，它們與 H3K27me3一樣，與形成異染色質(zhì)區(qū)域以及轉(zhuǎn)錄抑制相關(guān)。H3K27、 H3K9和 H4K20的單甲基化都與基因激活有關(guān)。
The post-translational modification of histone tails by either histone modifying complexes or chromatin remodelling complexes are interpreted by the cell and lead to complex, combinatorial transcriptional output.人們認(rèn)為組蛋白編碼通過組蛋白在特定區(qū)域的復(fù)雜相互作用來決定基因的表達(dá)。目前對(duì)組蛋白的理解和解釋來自兩個(gè)大型項(xiàng)目: ENCODE and the Epigenomic roadmap
。表觀基因組研究的目的是研究整個(gè)基因組的表觀遺傳變化。這導(dǎo)致染色質(zhì)狀態(tài)通過將不同蛋白質(zhì)和/或組蛋白修飾的相互作用分組在一起來定義基因組區(qū)域。通過觀察蛋白質(zhì)在基因組中的結(jié)合位置，研究了果蠅細(xì)胞中的染色質(zhì)狀態(tài)。使用 ChIP 測(cè)序揭示了基因組中具有不同顯帶特征的區(qū)域。對(duì)果蠅的不同發(fā)育階段也進(jìn)行了概述，重點(diǎn)討論了組蛋白修飾的相關(guān)性。對(duì)獲得的數(shù)據(jù)的研究導(dǎo)致了基于組蛋白修飾的染色質(zhì)狀態(tài)的定義。某些修飾被繪制出來，富集被認(rèn)為定位于某些基因組區(qū)域。發(fā)現(xiàn)了五個(gè)核心組蛋白修飾，每個(gè)核心組蛋白修飾都與不同的細(xì)胞功能有關(guān)。
人類基因組被注釋了染色質(zhì)狀態(tài)。這些注釋狀態(tài)可以作為獨(dú)立于基因組序列的基因組注釋的新方法。這種獨(dú)立于 DNA 序列的特性強(qiáng)化了組蛋白修飾的表觀遺傳學(xué)性質(zhì)。染色質(zhì)狀態(tài)也可用于鑒定沒有確定序列的調(diào)控元件，如增強(qiáng)子。這種額外的注釋水平允許對(duì)細(xì)胞特異性基因調(diào)控有更深入的理解。
