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作为染色质基本组成单位的核小体,是由4种核心组蛋白(H3、H4,H2A和H2B)紧密结合在一起构成的八聚体复合物,其外盘绕着周长度有147个碱基对的核酸链。核心组蛋白精氨酸甲基化(histone arginine methylation)广泛发生在其N端暴露在外的“尾部”,具有基因表达调控的重要功能。组蛋白精氨酸甲基化修饰被认为是表观遗传学密码(histone code)的一部分,以影响下游效应子的结合或排斥染色质。尽管如此,人们对这种修饰体系参与调控机制的认识还很少。因而,我们采用体外pulldown方法,分别富集与组蛋白H4第3位精氨酸对称双甲基化修饰(H4R3me2s)、组蛋白H4第3位精氨酸非对称双甲基化修饰(H4R3me2a)和未修饰H4多肽特异性结合的哺乳动物细胞核蛋白。虽然pulldown:结果没有发现能特异结合组蛋白H4第3位精氨酸(H4R3)双甲基化修饰多肽的蛋白,但是我们发现H4R3的双甲基化修饰能特异抑制两个高丰度核蛋白与修饰H4多肽的结合,质谱分析表明这两个蛋白即信号识别颗粒蛋白的亚基SRP68和SRP72。SRP68和SRP72是信号识别颗粒蛋白(Signal recognition particle)的两个亚基。在哺乳动物细胞中,它与SRP RNA、SRP9、SRPl4、SRPl9,SRP54一起组装成SRP复合体,主要功能是帮助分泌蛋白和膜蛋白向内质网膜的转运。在本课题研究中,采用凝胶过滤层析(gel filtration chromatography)纯化真核细胞大分子复合体和pulldown联用的方法,结果显示结合H4多肽并不是完整的SRP复合体。体外实验结果证明,SRP68和SRP72都具有结合H4N-末端多肽的活性,H4R3甲基化修饰明显削弱SRP68和SRP72蛋白与组蛋白H4尾部的结合。细胞实验证明SRP68和SRP72主要定位于细胞核并能结合H4N-末端多肽。染色质免疫共沉淀加Western免疫印迹证明SRP68/SRP72与染色质结合并主要与H4R3未甲基化修饰的染色质相互作用。在细胞内过表达组蛋白精氨酸甲基化酶PRMT5,也会增加组蛋白精氨酸对称甲基化水平,导致SRP68/SRP72蛋白和染色质的相互作用显著减弱及SRP68和SRP72从细胞核至细胞质的转运。我们通过染色质免疫沉淀技术和高通量测序联用的方法(ChIP—seq),鉴定并发现SRP68的结合位点在全基因组上广泛分布。将SRP68的DNA结合位点与已知转录因子模体(motif)数据库配对分析,我们发现在SRP68的结合位点上显著富集NFATc2和K1f4的DNA结合序列。随后,免疫共沉淀实验也证明了SRP68可以分别与NFATc2和Klf4相互作用,这暗示SRP68可能通过与转录因子NFATc2、Klf4相互作用而招募至靶基因上,调控基因转录。以上的研究结果表明,组蛋白H4R3精氨酸甲基化修饰抑制SRP68/SRP72与染色质组蛋白的结合活性。此外,我们的研究还揭示了SRP68/SRP72具有潜在的调控基因转录的功能。