PNAS | 活细胞中调控表观基因组

目前，已经报道了两种体外直接修饰核小体组蛋白的化学催化剂系统。其中一种是由LANA-DSH催化剂组成的催化剂体系，DSH催化剂和染色体结合LANA肽段偶联，会与核小体的酸性斑块（patch）结合，在重组的核小体和离核的内源性染色质中，使用乙酰硫酯(如乙酰辅酶a)作为乙酰供体，能够有效促进位点选择性地乙酰化邻近的H2BK120残基。然而，在活细胞中具有生物学意义的蛋白质乙酰化，如组蛋白乙酰化，还没有实现。

本文作者在LANA-DSH的基础上发展了新的化学催化剂PEG-LANA-DSSMe，结合核小体的酸性patch，促进区域选择性，利用细胞透膜的乙酰供体NAC-Ac, 在活细胞中合成组蛋白在H2B K120的乙酰化。作者做了以下两方面的优化：首先，发现原催化剂LANA-DSH进入体内后容易降解，作者就偶联了PEG基团，并尝试了不同的PEG长度，大大提升了LANA在体内的稳定性；其次，作者选用DSSMe，是DSH的前药，在还原剂的存在下可得到活性的DSH。作者使用beads负载将活性催化剂传递到活细胞中，然后对成功导入的细胞进行分类分析这样就可以绕过常见的催化剂货物内吞的问题。优化后的催化剂在活细胞中对H2B K120乙酰化的催化活性可达51%，并且是催化剂浓度依赖的；同时发现这个修饰能够竞争和抑制生理H2B泛素化。

本文作者：ZX