Nat Cell Biol |?丁俊軍/孫士生/毛洋團隊報道多糖鏈在細胞核內維持異染色質和基因組穩定性

糖是生物體的四大分子之一，可通過多聚化形成多糖鏈。在經典教科書中，多糖鏈始終有著明確的“活動地盤”——它們誕生于內質網與高爾基體，隨后被轉運至細胞膜或分泌到胞外，在免疫識別、信號轉導、細胞黏附等關鍵生理過程中發揮作用【1-3】。而細胞核，長期以來一直被認為是“糖鏈缺席的區域”【1】，這一延續已久的共識，正被最新研究改寫。

2026年4月28日，中山大學中山醫學院丁俊軍團隊聯合西北大學孫士生團隊、中山大學藥學院毛洋團隊在Nature Cell Biology上發表研究論文Nuclear N?glycosylation maintains H3K9me3 heterochromatin and genomic stability，該研究首次報道多糖鏈位于細胞核內，并且維持H3K9me3異染色質和基因組穩定性，改寫了“多糖鏈不存在細胞核內”的傳統認識，開辟了多糖表觀遺傳學方向。

細胞核內多糖鏈的鑒定

該研究利用自主研發的StrucGP方法【4】，在干細胞、分化細胞等多種細胞中鑒定到N-糖鏈（一種通過糖苷鍵與蛋白質天冬酰胺殘基共價連接的多糖鏈）可修飾內核膜蛋白（即N-糖基化修飾）。并通過免疫熒光、免疫電鏡以及自主開發的多糖染色質免疫共沉淀測序技術（GlycoChIP-seq）證實了N-糖基化修飾位于細胞核內（圖1）。

圖1 細胞核內N-糖基化修飾的鑒定與驗證策略

細胞核內N-糖基化修飾的功能

該研究通過內核膜蛋白的N-糖基化修飾位點突變、N-糖基化轉移酶抑制劑處理等多種實驗手段，證實細胞核內N-糖基化修飾可介導H3K9me3甲基轉移酶SETDB1錨定至內核膜，進而維持核周H3K9me3異染色質修飾穩態與基因組穩定性，該研究提供了首個N-糖基化修飾的細胞核內功能。

圖2 細胞核N-糖基化修飾維持異染色質與基因組穩定性

N-糖基化修飾出現在細胞核內的機制

該研究表明，N-糖鏈在內質網中依賴經典的N-糖基化合成機器對內核膜蛋白進行修飾，隨后在GTP酶介導的膜系統動態調控下完成擴散與轉運，并經由核孔復合體進入核內膜，從而實現其在細胞核內的定位，該研究為多糖鏈在細胞內的轉運提供了新途徑。

細胞核的N-糖基化修飾維持H3K9me3異染色質和基因組穩定性

本研究有以下幾大創新之處：

1、首次證實了多糖鏈位于細胞核內，改寫了經典認識；

2、揭示了核內多糖鏈維持染色質修飾穩態，特別是對異染色質形成的重要功能，開辟了多糖表觀遺傳學方向；

3、報道了多糖鏈維持基因組穩定性的首個核內功能，為多糖鏈的核內功能研究奠定了基礎；

4、解析了多糖鏈定位在細胞核內的分子機制，為完善多糖鏈在細胞內轉運提供了新認知。

至此，曾被認為止步于細胞核之外的多糖鏈，在經過內質網的加工與塑造后，跨越界限，悄然進入細胞核之中，參與到異染色質穩態的維持與基因組穩定性的守護之中。細胞核內潛藏的多糖調控網絡仍待挖掘與解析，多糖鏈深耕核內的功能圖景，遠比過往認知更為廣闊深邃，屬于它的科研篇章，才剛剛啟程。

中山大學唐秀曉、戴然然，四川大學卿莉及西北大學張知達為本文的共同第一作者。中山大學丁俊軍教授、西北大學孫士生教授及中山大學毛洋教授為論文的通訊作者。感謝同濟大學高紹榮院士、生物物理研究所朱冰院士等在論文完成過程中提供的指導和幫助。

值得一提的是，BioArt編輯部也注意到上述工作最早于2025年8月上傳到預印本bioRxiv，同時另一篇題為“Nuclear N-Glycosylation Redefines the Glycoscape and Directs Cell Identity”的相關文章隨后于2025年12月亦上傳至bioRxiv。

來自廣州醫科大學附屬婦女兒童醫療中心與復旦大學合作團隊，是從另一視角進一步拓展了有關核膜上蛋白N-糖基化修飾這一新興領域 。不同于 NCB 的研究聚焦于內核膜駐留蛋白，該預印版工作關注一類經典細胞膜和分泌通路糖蛋白是否能夠以保留 N-糖基化修飾的形式進入細胞核并參與細胞命運調控。他們發現，經典細胞黏附分子 L1CAM 可作為核心巖藻糖基化的 N-糖蛋白進入細胞核內，并通過 KPNB1 依賴的核轉運機制參與發育基因調控。進一步機制研究顯示，L1CAM 的 N979 位點核心巖藻糖基化修飾通過 PHOX2B/PDE11A–cAMP 軸影響神經嵴細胞遷移和腸神經元分化，并與 Hirschsprung 疾病相關病理及藥物干預相聯系。該預印本提示，N-糖蛋白的空間版圖可能不僅限于內質網–高爾基體–細胞膜/分泌路徑，也能進入細胞核內，成為人類發育和疾病的新型分子調控層。

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41556-026-01941-9

預印本：

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.08.12.669888v1.abstract；

https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2025.12.17.694357v1

招聘：丁俊軍教授是中山大學教育部干細胞與組織工程重點實驗室獨立PI，研究工作主要集中在胚胎干細胞、早期胚胎發育及乳腺癌的表觀遺傳、染色質三維結構和相分離調控機制。丁俊軍課題組長期招聘副教授、博士后，也招收博士生、碩士生等，方向為：生物信息學、干細胞、乳腺癌、分子生物學、細胞生物學等，工作地點可以是廣州或者成都。有意加入Dinglab團隊，請投遞簡歷，課題組網頁：https://zssom.sysu.edu.cn/stemcellding/

簡歷投遞（ 有意者請將個人簡歷等材料發至 ）：

https://jinshuju.net/f/ZqXwZt或掃描二維碼投遞簡歷

制版人： 十一

參考文獻

1. Varki, A. et al. Essentials of glycobiology. Fourth edition. edn, (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2022).

2. Flynn, R. A. et al. Small RNAs are modified with N-glycans and displayed on the surface of living cells.Cell184, 3109-+, doi:ARTN e2210.1016/j.cell.2021.04.023 (2021).

3. Schjoldager, K. T., Narimatsu, Y., Joshi, H. J. & Clausen, H. Global view of human protein glycosylation pathways and functions.Nat Rev Mol Cell Bio21, 729-749, doi:10.1038/s41580-020-00294-x (2020).

4. Shen, J. C. et al. StrucGP: de novo structural sequencing of site-specific N-glycan on glycoproteins using a modularization strategy.Nat Methods 18, 921-+, doi:10.1038/s41592-021-01209-0 (2021).

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