染色质的有序组装与稳态维持是真核细胞保障基因组完整性、实现精确遗传信息传递的基石。然而，真核生物如何通过组蛋白分子伴侣调控复杂细胞环境下的染色质动态，一直是生命科学研究的前沿挑战。
科研人员发现Nap1是在核质之间灵活穿梭的“搬运工”。在营养生长阶段，Nap1主要定位于大核（MAC）的周边区域。Nap1蛋白含有明确的核输出信号（NES）和核定位信号（NLS），Nap1动态转运机制确保了组蛋白能及时参与核小体的组装与拆卸。通过构建不同的截短突变体证实删除NES序列会导致Nap1在MAC内大量积累（图1）。表明Nap1通过严密的核质穿梭，精准调控着染色质的动态平衡。
图1 Nap1在Tetrahymena的动态定位模式
为理解Nap1表达缺失导致的发育缺陷，利用RNA干扰技术，构建了NAP1基因条件敲低突变体。结果表明：缺乏Nap1的细胞不仅增殖缓慢，其MAC结构变得松散且边缘不规则，大量细胞出现大核逐出体，染色质组织结构遭到严重破坏（图2E）。在有性发育阶段，Nap1的缺失直接导致减数分裂进程中断，影响了嗜热四膜虫的遗传信息传递与有性生殖发育完成。
图2 NAP1基因敲低会抑制Tetrahymena的增殖和细胞核分裂
此外，研究证实了Nap1与核孔复合物蛋白Nup98存在部分共定位，并且Nap1在维持核膜完整性方面也扮演着重要角色。蛋白互作实验显示，Nap1不仅与组蛋白H2A-H2B在体外直接互作，还与核糖体蛋白 Rps6也发生直接互作。质谱分析还检测出其可能与DNA修复因子有互作关系。以上结果表明，Nap1在纤毛虫中作为“多功能守护者”发挥重要功能。这一发现为后续探讨真核生物染色质稳态的进化机制及疾病发生机理提供了关键线索。
该研究首次系统揭示了Nap1蛋白在嗜热四膜虫双核系统中的核质穿梭动力学及其在染色质稳定性与核分裂中的关键调控机制，阐明了这一进化古老的分子伴侣在不同物种间调控染色质动态的保守性与特异性，为理解组蛋白分子伴侣的演化与功能多样性提供了重要新证据，也为理解真核生物如何通过核小体组装因子精确调控染色质状态，进而维持基因组完整性提供了新的理论依据。
该文第一作者为山西大学在读博士生杨思彤，山西大学生命科学学院许静教授和生物技术研究所王伟教授为论文共同通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金、化学生物学与分子工程教育部重点实验室、生物医药与健康山西省实验室平台的大力支持。
文章信息
https://doi.org/10.1007/s11427-025-3342-9