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当细胞遭遇低氧条件时，信号转导事件会靶向关键转录因子，重新编程基因表达，从而促进细胞在这一严峻环境胁迫下的存活与适应。缺氧过程中发生的显著代谢变化还会引发染色质环境的改变，这主要归因于辅因子可利用性的变化以及染色质修饰酶对氧的直接敏感性等因素。鉴于缺氧细胞环境与多种病理生理过程密切相关，包括肿瘤进展与转移、心血管疾病以及异常发育，因此，阐明与细胞缺氧应答相关的染色质状态及基于染色质的调控机制至关重要。在本研究中，我们采用模式真核生物酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），探究关键转录因子和染色质调控因子对于缺氧条件下细胞存活的必要性，并在全基因组范围内评估缺氧过程中与应激反应相关的主要组蛋白修饰——H3K9乙酰化和H3K4甲基化——的分布。我们的结果表明，酵母中仅有少数染色质修饰因子参与缺氧条件下的存活；然而，在缺氧生长过程中，H3K9ac和H3K4me3的丰度及分布均发生了显著变化。具体而言，H3K9ac水平在整个基因组范围内均有所降低，但仍保持与转录活跃基因的关联。H3K4me3的全基因组丰度增加，并呈现更广泛的分布；尤其是在缺氧条件下上调的基因中，其在编码序列内的丰度更高。总之，我们的数据表明，在出芽酵母模式中，缺氧条件会引起染色质景观的显著变化，从而为理解环境氧受限所导致的生理性染色质变化提供了重要见解。
egreen{at}umbc.edu
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当细胞遭遇低氧条件时，信号事件会作用于关键转录因子，重新编程基因表达，从而促进细胞在这一严峻环境胁迫下的存活与适应。低氧状态下发生的显著代谢变化还会驱动染色质环境发生改变，其原因包括辅因子可用性的变化以及染色质修饰酶对氧的直接敏感性等。鉴于低氧细胞环境与多种病理生理过程之间存在联系，包括肿瘤进展与转移、心血管疾病以及异常发育，因此，了解与细胞低氧应答相关的染色质状态及基于染色质的调控机制至关重要。在本研究中，我们以模式真核生物酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）为研究对象，探究关键转录因子和染色质调控因子对于低氧条件下细胞存活的必要性，并评估低氧状态下全基因组范围内与应激反应相关的主要组蛋白修饰——H3K9乙酰化和H3K4甲基化——的分布。结果显示，酵母中仅有少数染色质修饰因子参与低氧条件下的存活；然而，在低氧生长过程中，H3K9ac和H3K4me3的丰度及分布均发生了显著变化。具体而言，H3K9ac水平在全基因组范围内降低，但仍保持与转录活跃基因的关联。H3K4me3的全基因组丰度增加，其分布范围扩大，并且在编码序列中的丰度更高，尤其是在低氧条件下上调的基因中。总体而言，我们的数据表明，在出芽酵母模型中，低氧条件会导致染色质景观发生显著变化，为理解环境氧限制所引起的生理性染色质变化提供了重要线索。
利益冲突声明
已声明的资助信息
美国国立卫生研究院
，R01GM148698
，T32GM055036
，R25GM066706
UMBC研究与创意成就副校长办公室
版权
。
该内容依据
CC-BY-NC 4.0国际许可协议
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发布于2026年9月14日。
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低氧条件下酵母染色质景观的变化
Winny
Sun
、
Maraki Y
Negesse
、
Chase
Andre
、
Virginia
Murray
、
Josephine J
Szczyrbak
、
Erin M
Green
bioRxiv
2026.09.13.751330；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.09.13.751330
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低氧条件下酵母染色质景观的变化
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、
Chase
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、
Virginia
Murray
、
Josephine J
Szczyrbak
、
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Green
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2026.09.13.751330；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.09.13.751330
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.13.751330v1?rss=1
🏷️ 缺氧应答 酵母染色质 组蛋白修饰 H3K9乙酰化 H3K4甲基化 转录调控