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正常的细胞有丝分裂能够确保复制好的姐妹染色单体平均分离到两个子细胞中去,保证遗传上的稳定性得以维持。蛋白质的翻译后修饰调控蛋白质的半衰期、蛋白之间的相互作用、胞内地理区域的分配等功能。常见的修饰形式包括蛋白质的磷酸化、乙酰化、甲基化及泛素化等。组蛋白H3K9三甲基化是重要的表观遗传学标志,在转录静息状态的基因组区段富集,是甲基转移酶SUV39H1催化的产物。有证据表明,SUV39H1在有丝分裂期定位于着丝粒,在有丝分裂有序的进行中起重要的作用。鉴于我们对着丝粒处组蛋白甲基化在染色体分离的作用机制知之甚少,阐明在有丝分裂过程中组蛋白H3K9三甲基化的作用及其动态变化和调控机制具有重要意义的。利用在HeLa细胞中表达荧光共振能量转移为基础的荧光探针对H3K9三甲基化状态分析和对SUV39H1底物免疫染色,我们对SUV39H1甲基化转移酶活性在着丝粒处的时空动态性进行了研究。着丝粒定位的SUV39H1活性荧光探针定量分析的结果显示：在染色体对列和分离过程中存在SUV39H1活性的动态性变化。因为在活细胞中用SUV39H1的抑制剂Chaetocin抑制着丝粒H3K9三甲基化的动态性会干扰染色体的对列,所以这一动态性对于染色体精确地对列到赤道板上是必需的。有意思的是,抑制SUV39H1活性会引起Aurora B活性的提升以及在着丝粒微管解聚酶MCAK的富集,结果是染色体不能正常对列并伴随动点-微管连接的不稳定以及动点间张力的减小。我们认为SUV39H1在动点产生一个甲基化梯度,其为精确的染色体分离提供了必要的时空信息。参与染色质形成、转录及DNA损伤修复等过程调节的异染色质蛋白HP1α以其N端的CD (Chromodomain)结构域识别组蛋白H3K9me2/3, C端结合各种下游蛋白。在间期和有丝分裂期HP1α都有着丝粒定位,而且在有丝分裂前期时它从染色体结构上解离下来。尽管如此,在间期和有丝分裂期HP1α的着丝粒定位机制以及HP1α在前期从染色体臂上解离下来的生理意义仍然不是很清楚。通过表达HP1α的突变体(V22M、I165E及W174A)以及用SUV39H1的抑制剂处理细胞,我们发现HP1α的间期着丝粒定位依赖于SUV39H1活性,而有丝分裂期着丝粒定位却是依赖于含PxVxL模序的蛋白。通过表达持续染色体定位的H2B-HP1α嵌合蛋白,我们发现HP1α从染色体臂上解离对于动点蛋白CPC复合物、Sgo1、Mis14及MCAK的着丝粒精准富集是必需的。通过HP1α敲除补救实验,我们发现HP1α在间期招募Sgol到染色质,在有丝分裂期招募Sgo1至染色体臂,我们进一步用甩片实验证实了HP1-Sgp1相互作用阻止了有丝分裂期染色体臂粘连(Cohsion)的解离,而Aurora B通过负调HP1-Sgo1与染色质结合而促进染色体臂粘连的解离。通过在HeLa细胞中表达H2B-HP1α嵌合蛋白,我们还发现,染色体强制定位的HP1α会造成纺锤体长度的增加,以及染色体队列和分离出现障碍,说明HP1α从染色体臂上解离对于精准的纺锤体可塑性和姐妹染色体的分离是必需的,从而也说明HP1α的动态性对于精准有丝分裂进程是非常重要的。总之,我们的研究阐述了专职H3K9三甲基化的SUV39H1酶活性在有丝分裂过程中的时空动态变化,及其对于精准的染色体排列必要性。我们阐明了SUV39H1的相互作用蛋白HP1α在间期和有丝分裂期着丝粒的定位机制以及HP1α在有丝分裂前期从染色体臂上解离下来的生理意义。另外,我们还发现了Aurora B参与姐妹染色质粘连解离的机制：即通过干扰HP1-Sgo1在姐妹染色单体的保护作用。这些新发现为有丝分裂期染色体的分离机制的阐明提供了新的线索。