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组蛋白是真核生物特有的一组高度保守的小蛋白，它们与遗传物质DNA一起构成了染色体的基本元件——核小体。发生在组蛋白上的转录后修饰能够调控很多重要的生物学途径(1-3)。在酿酒酵母(4)和哺乳动物细胞(5)中都发现组蛋白H3第二位的精氨酸(H3R2)可以发生甲基化，包括单甲基化(H3R2me)，对称性双甲基化(H3R2me2s)和非对称性双甲基化(H3R2me2a)。已有研究表明H3R2me2a主要发生在异染色质区域，抑制H3K4的三甲基化的发生，与基因转录沉默相关(4，5)。而H3R2me和H3R2me2s集中与常染色质，与基因转录激活相关(6，7)。哺乳动物中的PRMT6是目前为止唯一已报道的与H3R2甲基化相关的甲基转移酶。我们的研究表明酿酒酵母H3R2A突变体（模拟H3R2非甲基化状态）表现出很多DNA代谢途径的缺陷:端粒异染色质结构被破坏，特异的对MMS（methyl methane-sulfonate，一种DNA损伤试剂）敏感，加快了端粒依赖的细胞衰老，影响了酵母的复制性寿命(RLS，replicative lifespan)，等等。说明H3R2的甲基化在这些DNA代谢途径中起重要的作用。为了详细研究H3R2不同的甲基化形式的具体功能，我们进行了酵母中H3R2甲基转移酶的筛选。发现了7个H3R2me2a水平下降的基因敲除突变体。在大肠杆菌中表达、纯化相关的蛋白，并进行体外的H3R2甲基化试验，发现酿酒酵母中主要的Ⅰ型精氨酸甲基转移酶HMT1具有催化H3R2me及H3R2me2a产生的活性。进一步研究了HMT1的酶学特性，发现HMT1在体外形成六聚体，其36位的甲硫氨酸(M36)决定其H3R2me2a产物的特异性。HMT1也具有在作用甲基转移酶中都保守的4个结构域，它们对于催化H3R2的甲基化是必需的。我们把HMT1的一个“loop”区域的氨基酸（188-194位）突变为7个丙氨酸（命名为HMT1-Δloop），HMT1-Δloop蛋白只能以单体形式存在，并丧失了H3R2甲基化的活性。另外一个HMT1蛋白突变体——HMT1-Δhexa（296-298位氨基酸突变为3个丙氨酸）只能形成二聚体，而不能形成六聚体，其催化H3R2me甲基化的活性没有变化，但是催化H3R2me2a甲基化的活性有所降低。在酵母细胞中过量表达HMT1可以使体内的H3R2甲基化水平上升，进一步证明了HMT1参与了酵母H3R2的甲基化。我们还发现HSL7可能具有H3R2me2s的甲基化功能。非常有意思的是，我们发现H3R2的甲基化参与调控由H4K16位的乙酰化和蛋白酶体介导的组蛋白的降解途径。