组蛋白修饰与ATP依赖的染色质重塑是表观遗传学研究的两个重要内容,二者之间的交互作用在表观遗传调控中发挥着重要作用,但二者交互作用的机制和生物学意义目前研究得并不是很清楚,仍有待深入阐明。其中,表观遗传调控在细胞命运决定过程中发挥着重要作用,而从成肌细胞到肌管这一肌肉发生过程是研究细胞命运决定事件很好的模型。所以我们以肌肉发生这一过程为模型,希望去寻找在肌肉发生过程中发挥重要作用的新的表观调控分子并进一步探讨其发挥作用的分子机制。为了找到在肌肉发生过程中发挥重要作用的表观调控分子,首先我们构建了肌肉特异报告载体E3MCK-luc,该载体可以通过其荧光素酶活性反映肌肉发生过程,随后我们将该载体稳定转染到小鼠成肌细胞C2C12中,经过筛选最终获得了C2C12-E3MCK-luc M21稳定细胞系。进一步我们利用含有针对220个表观调控分子的siRNA文库在C2C12-E3MCK-luc M21中进行筛选,通过检测荧光素酶活性反映siRNA对于肌肉发生过程的影响,经过筛选我们鉴定出了在肌肉发生过程中发挥重要作用的表观调控分子HRP2(hepatoma-derived growth factor-related protein 2)。为了验证筛选的结果,我们在细胞水平通过敲低HRP2去观察其对小鼠成肌细胞C2C12分化的影响,通过检测肌肉分化重要标志物Myog及MHC的表达,我们发现敲低HRP2会影响小鼠成肌细胞C2C12的分化。为了进一步确证HRP2在体内肌肉发生过程中的作用,我们构建了Hrp2敲除小鼠模型,通过CTX注射小鼠肌肉造成肌肉损伤,进而去观察Hrp2敲除对小鼠肌肉损伤后再生修复过程的影响,我们发现Hrp2敲除小鼠表现出肌肉损伤后再生修复异常,这一结果表明表观调控分子HRP2在肌肉发生过程中发挥着重要作用。为了进一步去探讨其发挥作用的分子机制,我们首先利用蛋白质组学的方法,去寻找与HRP2相互作用的蛋白,通过质谱我们发现HRP2与BAF(BRG1/BRM-associated factor)染色质重塑复合体里的亚基相互作用,同时通过文献检索、序列比对以及生化实验验证,我们发现HRP2通过其IBD(integrase binding domain)结构域与BAF染色质重塑复合体里的DPF3a亚基直接相互作用,进一步实验我们也证明了HRP2的确是通过DPF3a招募BAF染色质重塑复合体的。那么,既然HRP2与DPF3a直接相互作用,DPF3a是否也在肌肉发生中发挥作用呢?为了验证这一猜想我们通过敲低DPF3a去观察其对小鼠成肌细胞C2C12分化过程的影响,通过检测肌肉分化重要标志物Myog及MHC的表达,我们发现敲低DPF3a的确可以影响细胞分化。那么,HRP2的IBD结构域很重要,其介导与DPF3a的相互作用,所以我们进一步对其IBD结构域进行分析,发现该结构域存在低复杂性区域(LCRs,low-sequence complexity regions)。有研究表明具有该结构的蛋白很有可能具有形成相的能力,故我们进一步去探讨了HRP2 IBD结构域是否具有形成相的能力。首先我们在体外纯化了GFP-HRP2-IBD以及IBD突变型(R527A/R528A)蛋白,通过改变蛋白的浓度、离子强度、添加沉淀剂以及FRAP(fluorescence recovery after photobleaching)等实验证明了HRP2-IBD的确具有形成相分离液滴的能力。同时我们纯化了与其相互作用的蛋白Cherry-DPF3a,并将其与HRP2-IBD共孵育,发现DPF3a可以掺入到HRP2-IBD形成的相中,这提示HRP2和DPF3a有可能存在于同一个相从而去调节肌肉发生过程。在体内,我们通过免疫荧光染色、1,6-己二醇处理等方式也同样验证了HRP2具有形成相分离液滴的能力。为了进一步去鉴定HRP2-DPF3a-BAF复合体在肌肉发生中调控的靶基因及其调控分子机制,我们通过RNA-seq、Ch IP-seq以及ATAC-seq联合分析的方式发现,HRP2与DPF3a共同定位在基因组上并且它们在基因组上的定位依赖于H3K36me2,HRP2和DPF3a通过招募BAF染色质重塑复合体增加染色质开放性进而激活肌肉相关基因的表达从而调控肌肉发生过程。在本研究中,我们发现HRP2对于肌肉发生是必不可少的,它的缺失会损害小鼠肌肉损伤后再生修复能力。在肌肉发生过程中,HRP2结合组蛋白修饰H3K36me2,并通过与DPF3a亚基直接相互作用招募BAF染色质重塑复合体到肌肉相关基因的启动子区,增加其染色质开放性进而激活肌肉相关基因的表达从而调控肌肉发生过程。并且HRP2具有形成相分离液滴能力的结果也提示我们其可以通过形成相进而调控肌肉相关基因的表达从而调控肌肉发生进程。