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01、ASB7限制H3K9me3具有普遍性
以組蛋白 H3 賴(lài)氨酸 9 三甲基化（H3K9me3）為標志的異染色質(zhì)，對基因組穩定性和基因抑制至關(guān)重要。然而，細胞如何防止 H3K9me3 過(guò)度積累一直不明確。為了揭示細胞周期中能精確限制H3K9me3的機制，研究人員利用全基因組CRISPR-Cas9進(jìn)行敲除篩選，發(fā)現ASB7被敲除后，H3K9me3富集最顯著(zhù)。CUT&RUN實(shí)驗發(fā)現，在 ASB7 缺失的細胞中，靶向切割與核酸酶釋放測序顯示，全基因組范圍內的 H3K9me3 信號顯著(zhù)增強，包括信號增強區域、擴散區域和新增區域。Western blot和免疫熒光染色進(jìn)一步證實(shí)了該結果。根據GTEx數據庫發(fā)現ASB7 廣泛表達，且在不同組織來(lái)源細胞系實(shí)驗發(fā)現，ASB7耗竭后H3K9me3水平升高，表明ASB7限制H3K9me3水平是普遍作用。
02、HP1招募ASB7至異染色質(zhì)區域
研究人員通過(guò)細胞分級分離發(fā)現，ASB7富集在染色質(zhì)上并與H3K9me3共定位，表明ASB7是異染色質(zhì)相關(guān)蛋白?；?/span>TurboID的鄰近標記測定法，發(fā)現ASB7富集了異染色質(zhì)相關(guān)蛋白質(zhì)（如SUV39H1）和HP1家族成員（HP1α、HP1β和HP1γ）等成分。
為確定HP1是否促進(jìn)ASB7招募到異染色質(zhì)，研究人員進(jìn)行了一系列實(shí)驗，結果發(fā)現ASB7與HP1在異染色質(zhì)共定位且ASB7與HP1的CSD相互作用，HP1敲低/結構域缺失會(huì )破壞ASB7異染色質(zhì)定位。由于HP1 CSD二聚體為含有PxVxL基序的效應蛋白提供對接平臺，且ASB7含有三個(gè)候選PxVxL基序，通過(guò)分別構建3個(gè)突變體（PxVxL1-3）實(shí)驗發(fā)現，PxVxL1突變嚴重破壞了ASB7-HP1相互作用，并破壞了ASB7在異染色質(zhì)的定位。表明，HP1的CSD與ASB7的PxVxL1相互作用將ASB7招募到異染色質(zhì)。
03、ASB7介導SUV39H1泛素化降解
CUL5ASB7是負責底物降解的E3泛素連接酶，于是研究人員推測ASB7通過(guò)降解H3K9me3調節因子限制H3K9me3水平。通過(guò)定量蛋白質(zhì)組質(zhì)譜檢測分析發(fā)現，ASB7過(guò)表達可顯著(zhù)降低H3K9me3甲基轉移酶SUV39H1豐度。ASB7敲除/CUL5敲低會(huì )增加SUV39H1水平，其他H3K9甲基轉移酶不受影響。進(jìn)一步的實(shí)驗表明，ASB7與SUV39H1相互作用并負向調節SUV39H1蛋白豐度，從而限制H3K9me3水平。蛋白酶體抑制劑可穩定SUV39H1，敲除/過(guò)表達ASB7影響了SUV39H1的泛素化水平，體外泛素化測定進(jìn)一步證明了CUL5ASB7直接泛素化SUV39H1，并通過(guò)質(zhì)譜檢測鑒定等實(shí)驗發(fā)現了賴(lài)氨酸138位是CUL5ASB7介導SUV39H1泛素化的主要位點(diǎn)，以上結果確定了CUL5ASB7通過(guò)泛素-蛋白酶體途徑促進(jìn)SUV39H1降解。
04、CDK1調控ASB7活性確保H3K9me3的細胞周期動(dòng)態(tài)平衡
研究人員發(fā)現，在細胞周期中，ASB7水平變化不大，而SUV39H1水平從S期到M期逐漸增加，并在G1期下降，表明SUV39H1被ASB7降解可能受到時(shí)間調節。進(jìn)一步研究發(fā)現，ASB7蘇氨酸磷酸化可被M期活化的CDK1-Cyclin B1復合物增強，Roscovitine（CDK1抑制劑）對CDK1的抑制導致SUV39H1不穩定，意味CDK1介導的磷酸化可能抑制ASB7。ASB7錨蛋白重復序列接頭內的T119、T152、T216位點(diǎn)質(zhì)譜鑒定為磷酸化位點(diǎn)。研究人員通過(guò)定制ASB7-pT216特異性抗體實(shí)驗發(fā)現，在細胞周期內，ASB7-pT216與CDK1-Cyclin B1活性和SUV39H1水平同步波動(dòng)。磷酸化突變體T3E消除了ASB7泛素化及降解SUV39H1的能力，而非磷酸化突變對ASB7功能無(wú)影響。綜上，ASB7在M期被CDK1-Cyclin B1磷酸化后，抑制了SUV39H1的降解，該機制確保了細胞周期中H3K9me3的有效恢復。
05、ASB7抑制H3K9me3使癌細胞對PARP抑制劑敏感
TCGA分析顯示，ASB7在多種癌癥類(lèi)型中頻繁擴增，ASB7升高會(huì )抑制H3K9me3，這可能損害DNA修復、增加基因組不穩定。實(shí)驗表明，多西環(huán)素誘導ASB7表達減少了同源重組（HR），由于HR缺乏會(huì )使腫瘤細胞對聚腺苷二磷酸核糖聚合酶抑制劑（PARPi，如奧拉帕尼）敏感。ASB7細胞過(guò)表達及異種移植模型證實(shí)，ASB7野生型過(guò)表達增加了癌細胞對奧拉帕尼的敏感性，提示ASB7高表達患者可能是PARPi治療的潛在響應人群。
綜上所述，本研究發(fā)現了CUL5ASB7 E3泛素連接酶通過(guò)ASB7靶向降解H3K9me3 甲基轉移酶SUV39H1，限制其過(guò)度修飾，維持H3K9me3穩態(tài)。ASB7過(guò)表達導致H3K9me3降低、同源重組修復受損，使腫瘤對PARP抑制劑敏感，揭示了“HP1-SUV39H1-ASB7”動(dòng)態(tài)回路在表觀(guān)遺傳和腫瘤治療中的關(guān)鍵作用。
全文鏈接：ASB7 is a negative regulator of H3K9me3 homeostasis. Science. 2025 Jul 17;389(6757):309-316. doi: 10.1126/science.adq7408.
