CK2激酶-PRC2信号通路调控全基因组H3K27三甲基化并介导植物寒冷记忆的表观遗传机制

来自中国科学院的研究人员通过解析拟南芥春化过程中CK2激酶-PRC2信号通路的作用，发现该通路通过磷酸化稳定H3K27甲基转移酶（PRC2亚基），促进全基因组H3K27me3修饰，并将持续低温信号转化为表观遗传记忆，为植物环境适应性调控提供了新机制。

　　

这项突破性研究揭示了进化保守的酪蛋白激酶CK2如何通过表观遗传调控帮助植物"记住"冬季寒冷。在拟南芥春化过程中，持续低温会诱导CK2激酶逐渐积累，进而磷酸化并稳定组蛋白H3第27位赖氨酸（H3K27）甲基转移酶（即多梳抑制复合体PRC2的核心组分）。这种精巧的"冷信号-激酶-表观修饰"级联反应促使全基因组范围内H3K27三甲基化（H3K27me3）水平整体提升。

研究团队特别发现，在关键开花抑制因子FLC基因座处，低温诱导的CK2-PRC2信号通路会驱动PRC2复合体持续富集。当温度回升后，这些表观修饰会像"分子书签"般在FLC染色质区域扩散，最终形成稳定的多梳抑制结构域。这种机制确保植物能准确区分短暂寒流与真正冬季——只有持续低温才能触发这种表观遗传记忆，使植物在春暖花开时适时绽放。

值得注意的是，CK2的磷酸化位点在动植物H3K27甲基转移酶中广泛存在，暗示这一调控机制可能具有跨物种保守性。该发现不仅阐明了环境信号转化为表观遗传记忆的分子开关，也为作物育种和表观遗传治疗提供了新思路。