K29连接型泛素化调控转录因子在未折叠蛋白反应中抑制细胞增殖的分子机制

本研究揭示了非经典K29连接型泛素链通过修饰黏连蛋白复合体（cohesin complex）调控内质网应激下细胞增殖的新机制。作者运用CUT&Tag、ATAC-seq等技术发现，在未折叠蛋白反应（UPR）中，SMC1A/SMC3蛋白的K1222位点泛素化显著增加，通过招募黏连蛋白释放因子WAPL，导致细胞增殖相关基因（如SERTAD1/NUDT16L1）转录下调。该研究为理解泛素密码（Ub code）在应激反应中的非降解功能提供了新视角。

　　

K29连接型泛素链与染色质转录调控的密切关联

通过CUT&Tag技术绘制HEK293FT细胞的染色质景观图，发现K29泛素链显著富集于开放染色质区域和启动子区，与转录激活标记H3K4me3/H3K27ac高度共定位。ATAC-seq联合分析显示，K29泛素化位点与染色质可及性区域重叠率达67%，且在启动子区的富集度比增强子区高2.3倍。这种空间分布特征暗示K29泛素链可能通过修饰转录调控复合物影响基因表达。

UPR过程中核内K29泛素链的动态变化

免疫荧光和Western blot证实，在衣霉素（Tm）或毒胡萝卜素（Tg）诱导的UPR模型中，核内K29泛素链水平下降40-50%，而K48/K63等其他连接型泛素链无显著变化。CUT&Tag追踪显示，UPR下调基因（如ABCF2/EIF4A3）的启动子区K29信号丢失尤为明显，提示K29泛素链减少与转录抑制存在时空耦合。

黏连蛋白复合体作为关键K29泛素化底物

通过生物素化TUBEs与sAB-K29的串联富集，质谱鉴定出327个UPR诱导的K29泛素化蛋白，其中黏连蛋白核心亚基SMC1A/SMC3/RAD21的富集度提升3-5倍。免疫共沉淀证实SMC1A的K1222位点发生K29泛素化修饰，该位点突变体（K1222R）使细胞对Tm的IC₅₀降低62%，表明其功能重要性。

K29泛素化调控转录起始复合体解离

在UPR激活状态下，黏连蛋白在SERTAD1/NUDT16L1基因启动子的占据率下降70%，而WAPL招募增加2.1倍。过表达K29去泛素化酶TRABID可阻断这一过程，使SERTAD1转录水平恢复至对照组的85%。机制上，K29泛素化可能通过改变SMC1A C端（含K1222）的蛋白质-DNA相互作用，促使黏连蛋白从染色质解离。

生理意义与疾病关联

该发现拓展了非经典泛素链的功能认知：K29泛素化通过非降解途径调控转录机器重组，使细胞在应激时暂停增殖。黏连蛋白异常与Cornelia de Lange综合征等发育疾病相关，而UPR失调参与肿瘤、神经退行性疾病的发生，本研究为这些疾病的治疗靶点开发提供了新思路。

遗留问题与展望

K29泛素化对黏连蛋白三维构象的影响、上游E3连接酶的鉴定，以及该机制在其他应激反应（如热休克、缺氧）中的普适性，仍需进一步探索。此外，终末UPR（terminal UPR）阶段是否涉及类似调控，也是未来研究的重要方向。