DNA作为遗传信息的载体，在组蛋白缠绕下形成染色质并经过逐级折叠压缩存在于细胞核中。着丝粒是染色体上特殊的结构和功能单元，着丝粒在细胞分裂过程中负责招募动粒蛋白，进而招募微管蛋白，保证姐妹染色单体在细胞分裂过程中正确的分离。着丝粒区建立和功能发挥的表观遗传标志物是CENP-A。CENP-A是组蛋白H3的变体，仅分布在着丝粒区。CENP-A招募包括CENP-N，CENP-C在内的CCAN蛋白建立起姐妹染色体和微管蛋白之前的桥连。但是目前对于CENP-A在着丝粒区染色质结构和功能建立的过程中的作用并不清楚。另外，着丝粒区染色质结构通常被认为是紧密的染色质结构。　　本实验室利用染色质体外组装体系，结合电子显微镜成像和分析超速离心等生物物理技术对组蛋白变体CENP-A对着丝粒染色质高级结构的形成进行了详细的研究。研究发现CENP-A能显著促进体外组装的染色质的折叠，并且促进染色质形成独特的双排结构。CENP-A的CATD结构域中的RG loop(CENP-A特有的Arg80/Gly81两个氨基酸)在CENP-A促进染色质折叠这一过程至关重要。在细胞内利用荧光能量共振转移FRET实验研究发现CENP-A的RG loop对着丝粒区染色质的折叠非常重要，并且着丝粒区染色质结构呈现周期性变化，即细胞在G1期至S期染色质结构紧密，而在进入S期后变松散。　　结合细胞生物学及生物化学手段，我们发现CENP-A通过RG loop招募CENP-N。RG loop的突变显著抑制CENP-N在着丝粒的定位。并且进一步发现CENP-N只结合松散的CENP-A染色质而不能结合折叠紧密的CENP-A染色质。同时利用一系列细胞生物学实验研究发现CENP-N定位至着丝粒区这一过程呈现细胞周期性调控，CENP-N在有丝分裂中后S期定位到着丝粒区，在G2、M期从着丝粒区掉落。结合着丝粒区染色质结构在细胞G1期至S期紧密，而在进入S期后变松散。我们提出CENP-A在调节染色质结构和功能中的重要作用，CENP-A通过调节着丝粒区染色质结构的变化调节着丝粒的功能。细胞在G1期，染色质结构紧密，RG loop隐藏于染色质双排结构中，无法被CENP-N识别;而当细胞进入S期后，染色质结构打开，RG loop暴露在外，导致CENP-N可以结合;当细胞进入下一个G1期时，CENP-A装配到着丝粒区，导致染色质结构恢复紧密，RG loop再次隐藏于染色质内部，CENP-N脱离着丝粒区，新的CENP-N不能结合到着丝粒上。　　总之，我们研究发现RG loop在着丝粒结构和功能发挥了双重功能，即促进染色质的折叠，和招募CENP-N进而确保细胞正确分离。同时着丝粒区染色质结构的变化参与调节CENP-N周期性装配至着丝粒这一过程。我们的研究利用着丝粒区这一特殊染色质平台，首次证明着丝粒区染色质结构的变化可以调节着丝粒的功能。