常染色组蛋白赖氨酸 N-甲基转移酶 2； EHMT2

HLA-B 相关转录 8；BAT8
G9A
NG36

HGNC 批准的基因符号：EHMT2

细胞遗传学位置：6p21.33 基因组坐标（GRCh38）：6:31,879,758-31,897,697（来自 NCBI）

▼ 描述

EHMT2 基因编码一种酶，该酶与 EHMT1（607001）一起构成组蛋白甲基转移酶复合物，可在赖氨酸 9（H3K9me2）上甲基化组蛋白 H3（参见 602812）。这种甲基化与常染色质中的基因沉默相关（Schaefer 等人的总结，2009）。

▼ 克隆与表达

6 号染色体上的人类 MHC III 类区域至少包含 36 个基因，其中大多数基因彼此无关或与组织相容性抗原无关。通过筛选带有基因组粘粒插入的单核细胞系 cDNA 文库，Milner 和 Campbell（1993）获得了全长 cDNA，称为 G9A，对应于 Spies 等人定位于 6p21.3 的 BAT8 基因（1989）。G9A 基因编码一种表面上由 1,001 个氨基酸组成的细胞内蛋白质，在 N 末端有 24 个连续的谷氨酸残基，在 C 末端有 6 个连续的 33 个氨基酸的锚蛋白重复序列。Northern 印迹分析揭示了单核细胞、巨噬细胞、肝细胞、T 细胞、B 细胞、上皮细胞和早幼粒细胞系中 3.4 kb G9A 转录物的表达。Western blot 分析显示 G9A 表达为大约 98 kD 的蛋白质。

萨姆帕斯等人（2007）在 G9A 的非催化 N 末端一半的 lys165（K165）上鉴定出一个保守的甲基化基序，类似于组蛋白 H3（参见 602812）lys9（H3K9）甲基化基序。在其催化 C 端半部的锚蛋白重复之后，G9A 具有一个 SET 结构域（参见 604396），两侧是 SET 前结构域和 SET 后结构域。

西田等人（2007）报道称，1,210 个氨基酸的 G9A 蛋白在其 N 末端部分包含一个进化上保守的 G9A 同源结构域（GHD），与环指基序具有低同源性。蛋白质印迹分析在人胚胎肾细胞中检测到表观分子质量为 180 kD 的内源性 G9A。表位标记的 G9A 与 ZNF200（603231）在细胞核的大部分区域共定位为离散斑点。在中期，这两种蛋白质共定位于有丝分裂染色体之外。

▼ 基因功能

Tachibana 等人（2001）证明G9A是一种赖氨酸偏好的组蛋白甲基转移酶。与 Suv39h1（300254）一样，G9A 将甲基转移到组蛋白 H3 的赖氨酸残基上，但活性高出 10 至 20 倍。G9A 能够向组蛋白 H3 中的 lys27 和 lys9 添加甲基，而 Suv39h1 只能甲基化 lys9。立花等人（2001）证明 G9A 定位于细胞核，但不定位于着丝粒位点的抑制性染色质结构域，而 Suv39h1 家族蛋白定位于该位点。

Ueda 等人使用质谱法（2006）将 Wiz（619715）鉴定为小鼠胚胎干细胞中 G9a/Glp 复合物的组成部分。Wiz 与复合物中的 G9a 和 Glp 相互作用。这种相互作用是由 G9a 和 Glp 的 SET 结构域以及 Wiz 的锌指基序 6 介导的。敲除分析表明，Wiz 与 G9a 和 Glp 的结合在 G9a/Glp 异聚复合物中更稳定，并且 Wiz 反过来又有助于复合物中 G9a 的稳定性。作者还在 Wiz 中鉴定了 2 个类似 PxDLS 的推定 CTBP（参见 602618）结合基序，该基序将 G9a/Glp 异聚复合物与 CTBP 辅阻遏物连接起来。

萨姆帕斯等人（2007）发现 G9A 在 K165 处甲基化。K165 处的自甲基化对于介导 G9A 与异染色质蛋白 1（HP1；参见 604478）的体内相互作用是必要且充分的，并且这种相互作用可通过 G9A 中相邻残基 thr166 的磷酸化来逆转。NMR分析表明HP1的染色结构域通过类似于识别甲基-H3K9的结合模式来识别甲基-G9A。G9A 的甲基转移酶活性对于 H3K9 二甲基化、HP1-γ（CBX3; 604477）定位至常染色质以及基因表达的适当体内控制是必需的。干扰甲基化的 G9A K165 突变仅导致从常染色质重新分配到中心周异染色质的 HP1-γ 数量轻微增加，并且仅导致 HEY1 基因显着失调（602953）。

Nishida 等人通过对胎儿脑 cDNA 文库进行酵母 2 杂交分析（2007）表明 G9A 的 N 末端 GHD 与 ZNF200 相互作用。免疫沉淀分析证实了人胚胎肾细胞中内源性 G9A 和 ZNF200 之间的相互作用。突变分析表明，ZNF200 的 5 个锌指结构域中至少有 2 个是其与 G9A 相互作用所必需的。小鼠 G9a 强烈抑制报告基因的转录，而 ZNF200 对这种抑制没有影响。

Air 非编码 RNA（604893）被印记，从父本等位基因单等位基因表达。小鼠胎盘中顺式连接的 Slc22a3（604842）、Slc22a2（602608）和 Igf2r（147280）基因的等位基因特异性沉默需要空气。长野等人（2008）证明 Air 与胎盘中的 Slc22a3 启动子染色质和 H3K9 组蛋白甲基转移酶 G9a 相互作用。空气在 Slc22a3 启动子处积聚，与局部 H3K9 甲基化和转录抑制相关。G9a 的基因消融导致 Slc22a3 的非印记双等位基因转录。截短空气无法在 Slc22a3 启动子处积累，从而导致 G9a 募集和双等位基因转录减少。长野等人（2008）得出结论，Air 和其他潜在的大型非编码 RNA，

Ding 等人使用酵母 2-杂交测定法（2008）表明介质亚基 MED12（300188）与人胎脑 cDNA 文库中的 G9A 直接相互作用。突变分析表明，MED12 C 端结构域的 pro-glu-leu（PQL）区域与 G9A 上的锚蛋白重复结构域相互作用，并且与 G9A 上富含 cys 的结构域相互作用更弱。丁等人（2008）发现包含 MED12 的纯化 HeLa 细胞介导复合物直接与 G9A 和 REST（600571）相互作用，REST 是一种通过阻遏元件 1（RE1）发挥作用的基因阻遏因子。HEK293 细胞中的内源性 REST 抑制带有 RE1 位点的报告基因的表达，而 MED12 或 G9A 的敲低则消除了这种抑制。

迷宫等人（2010）确定了 H3K9 二甲基化和赖氨酸二甲基转移酶 G9a 在可卡因诱导的小鼠结构和行为可塑性中的重要作用。重复给予可卡因降低了伏隔核中 H3K9 二甲基化的整体水平。组蛋白甲基化的减少是通过抑制该大脑区域的 G9a 介导的，而 G9a 受可卡因诱导的转录因子 δ-FosB 调节（164772）。Maze 等人利用条件诱变和病毒介导的基因转移（2010）发现G9a下调增加了伏隔核神经元的树突棘可塑性，增强了对可卡因的偏好，从而确立了组蛋白甲基化在可卡因的长期作用中的关键作用。

Maier 等人使用小鼠胚胎干细胞（ESC）（2015）证实了 2 个主要的抑制性组蛋白甲基转移酶复合物 PRC2（参见 EZH1, 601674）和 G9a-Glp（EHMT1）之间的相互作用。此外，这些配合物共享多个相互作用伙伴，包括 Znf518a（617733）和 Znf518b（617734）。在体外，Znf518b 直接与 G9a 以及 2 个替代 PRC2 甲基转移酶亚基 Ezh1 和 Ezh2 相互作用（601573）。小鼠 ESC 中 Znf518b 的敲低降低了整体 H3K9 二甲基化。迈尔等人（2015）得出结论，ZNF518B 可能介导 PRC2 和 G9A-GLP 之间的关联并调节 G9A-GLP 活性。

潘等人（2015）发现人胰腺癌细胞中 G9A 的表达不受调节，G9A 的上调会增加 E-钙粘蛋白（CDH1; 192090）启动子上 H3K9 和 H3K27 的甲基化，从而下调其表达。具体来说，G9A 直接结合 PCL3（PHF19；609740）（多梳抑制复合物 2（PRC2）的一个组成部分）的启动子，并增加 PCL3 表达。通过增加 PCL3 表达，G9A 增加 PRC2 向 E-钙粘蛋白启动子的募集，从而通过抑制 KDM7A 的表达来下调其表达（619640）。生物信息分析和小鼠体内研究支持了这些结果，并表明 G9A 可能协调 PCL3 和 KDM7A 来抑制胰腺癌中的 E-钙粘蛋白。

使用质谱分析法，Bian 等人（2015）将 ZNF644（614159）和 WIZ 鉴定为 293T 细胞中 G9A/GLP 复合物的亚基。ZNF644的N端和WIZ的C端分别通过G9A和GLP的转录激活结构域与复合物相互作用。ZNF644 和 WIZ 与染色质结合并促进 G9A/GLP 复合物在染色质上的定位。染色质免疫沉淀测序分析表明，WIZ 和 ZNF644 与特定位点启动子区域的 G9A 相关，并将 G9A 和 GLP 靶向基因组位点进行转录抑制。

Dutta 等人使用组织重组测定（2016）表明，小鼠前列腺中 Nkx3.1（602041）功能的丧失导致前列腺分化所必需的基因下调，以及前列腺中通常不表达的基因上调。在完全分化的非前列腺小鼠上皮中获得 Nkx3.1 的功能足以在放置在肾包膜下的移植物中重新特异性为前列腺。在人前列腺细胞中，这些活性需要 NKX3.1 通过 NKX3.1 同源域与 G9A 甲基转移酶相互作用，并通过 UTY（400009）等靶基因的激活来介导。杜塔等人（2016）提出 NKX3.1-EHMT2-UTY 转录调控网络对于前列腺分化至关重要，并且这种网络的破坏容易导致前列腺癌。

▼ 基因结构

BAT8 基因包含 3 个外显子（Milner 和 Campbell，1993）。

▼ 测绘

通过染色体行走研究和用粘粒探针筛选 cDNA，Spies 等人（1989）将 BAT8 基因定位到染色体 6p21.3。

▼ 动物模型

Tachibana 等人（2002）开发了 G9a 缺陷小鼠和胚胎干细胞。G9a 缺失胚胎表现出严重的生长迟缓和早期致死。第 9.5 天回收的胚胎与第 8.0 至 8.5 天的野生型胚胎相似，并且没有明显的器官特异性异常。在 G9a 缺陷胚胎中，H3-K9 甲基化急剧下降，导致乙酰化 H3-K9 和甲基化 H3-K4 的积累。G9a 缺陷的胚胎干细胞也表现出 H3-K9 甲基化降低，表明 G9a 是体内主要的组蛋白甲基转移酶。G9a 的缺失主要在常染色质区域消除了甲基化的 H3-K9。G9a 发挥转录抑制功能取决于其组蛋白甲基转移酶活性。

谢弗等人（2009）发现，出生后小鼠前脑神经元中 Ehmt2（G9a）或 Ehmt1（607001）的条件性消融导致前脑常染色质 H3K9 甲基化减少，以及神经元和非神经元基因（例如 AFP；104150）的上调/去抑制，包括那些参与发育阶段依赖性基因表达的基因（例如 Dach2；300608））。这些变化与神经元结构或电生理特征的改变无关。与野生型小鼠相比，出生后前脑中 Ehmt1 或 Ehmt2 基因敲除的小鼠在新环境中表现出探索行为减少，并且对蔗糖溶液的偏好降低，后者可能表明潜在的动机/奖励功能障碍。Ehmt2 缺失和 Ehmt1 缺失小鼠都变得肥胖。纹状体中表达 Drd1（126449）或 Drd2（126450）的神经元中特别缺乏 Ehmt2 的小鼠表现出对 Drd 特异性受体激动剂或拮抗剂的运动和行为反应改变，反映了细胞类型特异性活性的降低。这些小鼠的变化类似于人类染色体 9q34.3 缺失综合征（610253）的特征，这是由于 EHMT1 突变所致。谢弗等人（2009）得出结论，Ehmt1 和 Ehmt2 通过调节转录稳态，是成年小鼠认知和适应性行为的关键调节因子。这些小鼠的变化类似于人类染色体 9q34.3 缺失综合征（610253）的特征，这是由于 EHMT1 突变所致。谢弗等人（2009）得出结论，Ehmt1 和 Ehmt2 通过调节转录稳态，是成年小鼠认知和适应性行为的关键调节因子。这些小鼠的变化类似于人类染色体 9q34.3 缺失综合征（610253）的特征，这是由于 EHMT1 突变所致。谢弗等人（2009）得出结论，Ehmt1 和 Ehmt2 通过调节转录稳态，是成年小鼠认知和适应性行为的关键调节因子。