表观遗传是指染色质在DNA序列不发生改变的情况下，基因表达、表型发生可遗传改变的现象^[1]。在真核生物中，表观遗传调控主要包括组蛋白修饰、染色质重塑、DNA甲基化和非编码RNA等方面^[2]。真核生物的染色质结构是复杂且动态变化的，可以通过染色质的修饰和重塑促进以DNA为模板的过程，如转录、染色体分离、DNA复制和DNA修复等，也能够参与胞内基因转录的调控以及影响细胞对内部和外部信号作出反应的各种过程^[3]，包括细胞分化、DNA损伤和生长环境变化等，在真核生物细胞生长和代谢过程中发挥重要作用。此外，染色质修饰可以被快速和可逆诱导^[4]，使细胞能快速响应胞内外信号，进而动态地调控基因表达。因此，对染色质重塑复合物进行研究有助于了解细胞的信号响应机制，建立动态表达调控系统。染色质重塑复合物在进化上是保守的，确保了核小体的正确定位^[5]，其中INO80复合物是普遍存在于酵母、人类和线虫等生物中的关键染色质重塑复合物，INO80复合物最初被确认的功能与转录和DNA损伤修复有关^[6]，随后被阐明具有参与DNA复制^[7]、执行组蛋白二聚体交换^[8]和端粒调节^[9]等重要功能。INO80复合物已被体内和离体实验证明都具有移动核小体的功能^[10-11]，可通过改变染色质可及性动态地调控基因转录。

细胞对外界环境的响应影响细胞的代谢、分裂和生物的生存发育等，因此研究基因表达和环境的互作，以及在特定环境条件下的代谢重塑，对深入理解真核生物基因表达调控，以及构建高效微生物细胞工厂，提高燃料和化学品的生产效率具有重要的意义。酿酒酵母是模式真核生物，研究酿酒酵母环境胁迫耐受性的机理，不仅有利于对其代谢进行精细调控，也有利于选育抗逆性增强的菌株用于工业生产。以往的研究多关注代谢的关键酶^[12]、转运蛋白^[13]、转录因子^[14-15]，以及抗氧化酶^[16]等对酿酒酵母环境胁迫耐受性的影响，但是，对染色质重塑水平的研究相对理解还不够深入。

本文重点总结了酿酒酵母INO80复合物调控基因表达、以此为基础的信号转导途径及该复合物调控环境胁迫响应等重要功能，并展望了未来的研究趋势。

1 染色质重塑复合物概述

在真核细胞中，DNA缠绕组蛋白八聚体(由一个H3-H4四聚体和两个H2A-H2B二聚体)形成真核生物染色质的基本结构单位核小体，在转录活跃或待转录的基因处，组蛋白H2A和H3会分别被组蛋白变体H2A.Z和H3.3取代。典型的核小体由147 bp的DNA缠绕组蛋白1.65圈组成，相邻核小体的中心最常见的距离约为165 bp，连接两核小体的DNA链上结合了组蛋白H1。核小体进一步旋转、折叠，最终形成能够容纳在细胞核内的棒状染色体^[17]。通过共价或非共价的多种分子机制，染色质具有多种可逆的形式变化，包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和小的非编码RNA的靶向作用等。因此，染色质不仅作为包装和组织DNA的载体，而且能提供解读DNA信息的多个层面和维度，在一定程度上提高了遗传信息库的容量。然而，这种致密的染色质结构在一定程度上降低了染色质的“可及性”，阻碍了转录因子等蛋白对基因转录等过程的调控。因此，细胞必须打开凝集的染色质，进而发生转录因子的结合、转录起始复合物的装配等过程，染色质重塑复合物在该过程中发挥重要功能。根据作用原理，染色质重塑复合物可以分为两类，最常见的一类染色质重塑复合物通过结合到核小体上，利用ATP水解释放的能量，使核小体发生移除、重排或组成改变，从而改变DNA的可及性，激活或抑制基因转录的过程^[18]。另一类染色质重塑复合物则通过共价修饰组蛋白尾部特定的氨基酸残基，使组蛋白与DNA结合松动，从而提高DNA的可及性^[19]。除了改变染色质可及性的功能外，染色质重塑复合物还具有核小体组装、核小体编辑(组蛋白交换)等功能^[20]，在动态调控染色质功能和基因表达中发挥重要作用。

ATP依赖的染色质重塑复合物一般由多个亚基组成，根据核心催化亚基ATPase的特征，可以分为4大类亚家族ISWI (imitation switch)亚家族、CHD (chromodomain helicases DNA-binding)亚家族、SWI/SNF (switch/sucrose non-fermentable)亚家族和INO80亚家族。其中，ISWI亚家族包括ISW1a、ISW1b、ISW2三种复合物，CHD亚家族包括CHD1复合物，SWI/SNF亚家族包括SWI/SNF、RSC两种复合物，INO80亚家族包括INO80、SWR1两种复合物，各复合物都由ATP酶、肌动蛋白模块和其他辅助蛋白构成^[3]。

2 INO80复合物的组成和作用机制 2.1 INO80复合物的组成和结构

INO80复合物的分子量大小为1.3 mDa，在酿酒酵母中由15个不同的亚基组成，包括核心亚基Ino80p、Arp8模块、Arp5模块、Nhp10模块和Rvb1/Rvb2模块(图 1)。其中，Arp8模块由肌动蛋白相关蛋白Arp8p及Arp4p、肌动蛋白Act1p、TATA元件结合蛋白(TATA-binding protein, TBP)相关因子Taf14p和Ies4p共5个亚基组成。Arp5模块由肌动蛋白相关蛋白Arp5p、Ies6p和Ies2p共3个亚基组成。非组蛋白Nhp10p、Ies3p、Ies5p、Ies1p共同组成了Nhp10模块^[10]。

INO80复合物具有类似胚胎形状的“head-neck-body-foot”型结构，并显示出动态的开放和闭合构象。Ino80作为复合物的骨架，含有N末端结构域、HAS (helicase SANT-associated) 结构域和insertion结构域^[3]，具有ATP酶的活性。Arp8模块是保守的核小体结合模块，位于复合物的“foot”处，与Ino80的HSA结构域相结合。Arp8或HSA结构域的敲除会导致Arp8模块的丢失，进而使INO80复合物的染色质重塑功能产生缺陷^[21-22]。Arp5模块主要发挥核小体重塑的功能，位于INO80复合物的“neck”部，Arp5-Ies6可独立于复合物与染色质结合^[23]，且Arp8模块和Arp5模块在识别相邻核小体间的DNA长度和调控核小体定位等方面共同发挥功能^[24]。Nhp10模块位于“body”区域，与Ino80的N末端结构域相连，该模块能够调节INO80对核小体间DNA的识别和核小体滑动的开关^[25]，且缺失该模块的INO80复合物核小体亲和力降低^[25]。位于头部的Rvb1/Rvb2模块具有5′至3′端的解旋酶活性，属于与多种细胞活动相关的ATP酶(ATPase associated with diverse cellular activities, AAA+)超家族的成员，与RNA聚合酶II组装、染色质重塑等过程相关^{[10, 26]}。核心亚基Ino80的insertion结构域能够激活Rvb1/Rvb2，使其组装成十二聚体后促进INO80复合物的装配^[27]。Ino80的结构域分布及INO80复合物的亚基模块分布见图 1。

2.2 INO80复合物的作用机制

ATP依赖的染色质重塑复合物均以ATPase结构域作为复合物的动力源，利用ATP的能量破坏组蛋白与DNA的结合，并在组蛋白表面推动DNA移动。而其他特异性亚基促进复合物与不同的核小体底物结合，发挥不同的重塑活性。Clapier等对ISWI、CHD、SWI/SNF和INO80四类ATP依赖的染色质重塑复合物的作用机制进行了深入总结^[20]，近年来，相关研究进一步揭示了这些复合物的作用机制。酿酒酵母中存在这4类ATP依赖的染色质重塑复合物，而由于酿酒酵母中核心催化亚基Ino80、肌动蛋白相关蛋白Arp5和Arp8失活突变均不致死^[29]，因此成为研究INO80复合体的主要模式生物。随着利用高分辨率冷冻电子显微镜对INO80复合物亚基结构的解析，INO80复合物的作用机制被进一步揭示^[30]。INO80复合物的染色质重塑功能受到非催化亚基的严格调控，核肌动蛋白(nuclear actin, N-actin)和肌动蛋白相关蛋白(actin-associated proteins, Arps)参与构成多个染色质重塑复合物，是各个染色质重塑复合物功能发挥的关键成分^[24]。通过分子量为180 kDa的Arp8模块的晶体结构解析，确定了Arp8在识别核小体核心颗粒间长度为40 bp的连接DNA中发挥主要功能，其以特异的方式结合N-actin，从而将Arp4-N-actin招募到Ino80的HSA结构域上，这是核小体滑动和全基因组核小体定位所必需的^[22]。另一项研究发现，Arp8的N端、Arp4的C端和Ino80的HSA结构域从核小体的边缘与核小体外的DNA 37–51个碱基对结合，并作为DNA长度传感器调节INO80复合物介导的核小体滑动^[24]。在酿酒酵母体内，INO80复合物的Nhp10和Arp8模块作为标尺元件，确定核小体之间的间距^[31]，并以不依赖H2A.Z的方式借助Arp8亚基维持合适的核小体间隔，维持基因组稳定性^[32]。此外，INO80复合物通过核心模块和Arp8模块的变构相互作用，处理加工DNA的序列偏好性、形状等信息^[33]。随着INO80复合物作用机制的不断被揭示，在染色质水平上进行变构调节和理性设计的可能性逐渐提高。

3 INO80在基因表达调控中的功能 3.1 INO80对RNA聚合酶Ⅱ的调控

INO80除了具有驱逐和重定位核小体的功能外，还能在特定条件下发挥对RNA聚合酶Ⅱ的驱逐作用。RNA聚合酶II介导的转录延伸是一个不连续的过程，延伸过程中的DNA损伤、染色质损伤等过程可能会导致RNA聚合酶II发生不可逆转的停滞^[34]，阻碍DNA复制和DNA损伤修复。泛素蛋白酶体系统(ubiquitin proteasome system, UPS)对RNA聚合酶II的多泛素化和降解是一种已知的调控机制^[35]，而INO80功能缺失的细胞在RNA聚合酶II大亚基Rpb1降解方面存在缺陷，同时大量泛素化的Rpb1紧密结合在染色质上。进一步研究表明，INO80与UPS中的必须蛋白Cdc48相互作用，并与RNA聚合酶II形成三元络合物，促进泛素化的Rpb1从染色质中解离，以保证转录的正常进行，这一过程与INO80的染色质重塑活性密切相关^[36]。此外，INO80对RNA聚合酶II的驱逐作用也发生在DNA复制过程中^[37]，细胞暴露于羟基脲(抑制DNA合成，造成复制-转录碰撞)时，INO80、转录复合物PAF1与DNA复制检查点相关蛋白Mec1-Ddc2协同作用驱逐RNA聚合酶II，有效地缓解了复制-转录冲突，维持了基因组的稳定性^[38]。由此可见，INO80复合物是细胞正常驱逐RNA聚合酶II所必须的，但是其功能的发挥需要蛋白激酶(如Mec1)、UPS蛋白(如Cdc48)等蛋白的协助，然而，Mec1在INO80各亚基上的磷酸化位点以及协同作用的具体机制仍有待进一步探究。

3.2 INO80对基因转录的调控

为了阐明INO80等多种染色质重塑复合物在全基因组的核小体定位上的作用，Korber实验室利用开发的一种包括酵母基因组DNA、重组标准组蛋白和从酵母细胞中提取并纯化的4个染色质重塑复合物(RSC、ISW2、INO80和ISW1a)的体外核小体重组系统，发现INO80是唯一能够在体外独立识别并定位+1核小体、核小体缺失区域和–1核小体的的染色质重塑复合物，且其对+1核小体和−1核小体的定位与在体内对应基因转录的起始位点(transcription start site, TSS)的位置一致^[39]。即INO80复合物具有强大的定位启动子区域核小体、重定位核小体等功能，表明INO80复合物具有重要的全局性功能。

在无胁迫条件下，INO80敲除会引发全局性的转录变化，1 156个基因的转录水平发生变化，其中大约58%的基因的表达水平呈上调趋势，42%的基因呈下调趋势^[29]。类似地，在INO80或ARP6-IES6缺失的菌株中，酵母基因组中15%的基因呈现了转录水平变化，大约一半基因表达水平上调，一半基因表达水平下调^[23]。INO80复合物在基因表达调控中的直接作用也被证实，研究表明，INO80复合物的亚基能够以亚基特异性的方式结合酵母中90%以上的基因+1核小体处，其中核心亚基Ino80能结合大多数基因的+1核小体^[40]。而且，INO80复合物对转录的调控与Ino80、Arp5和Ies6在+1核小体附近的定位密切相关^[23]。因此，INO80复合物的染色质重塑作用可能对启动子有广泛的影响，其通过改变启动子区域核小体的组成、占位，对大量基因的转录具有激活或抑制功能。此外，INO80复合物处于动态的变化过程中，Ino80可能在H2A.Z含量较低的区域富集，并在活跃的区域不断循环利用^[41]。而在发挥转录调控作用时，INO80复合物以不依赖H2A.Z的方式，协同RSC和SWI/SNF在酵母基因组的较大范围内驱逐核小体，激活酵母中高表达基因的转录^[42]。因此，INO80复合物对不同基因转录的调控机理不是一成不变的，而是与环境条件以及菌株背景相关的，且不同亚基破坏后对转录的影响也不完全相同。

3.3 INO80与代谢信号转导途径及代谢稳定性

外界环境的变化往往通过信号转导途径进行传递，协调下游基因的转录和相应的生物学响应。TORC1和TORC2是TOR信号途径中的2个多亚基复合物，其基本组成在进化过程中高度保守，其中TORC1对雷帕霉素高度敏感，在氨基酸饥饿等条件下被激活，促进生长和合成代谢^[43]。TOR信号途径是细胞内的关键营养信号通路，控制着细胞的新陈代谢、增殖和生存^[44]，能在不同营养条件下调节基因的适应性转录，例如在营养缺乏的条件下通过调动关键转录因子调节碳代谢、氮代谢和核糖体基因的表达^[4]。

在INO80复合物调控酵母代谢周期(yeast metabolic cycle, YMC)中细胞呼吸与细胞分裂的研究中，染色质转座酶可及性测序(assay for transposase-accessible chromatin with high throughput sequencing, ATAC-seq)数据显示，几个在INO80复合体的调控下染色质可及性变化的转录因子基序是代谢信号TORC1途径的下游效应元件^[45]，这表明INO80复合物可能与TOR信号转导途径存在一定的联系。类似地，通过分析INO80复合物亚基的遗传相互作用网络发现，INO80的部分遗传模块与TORC1复合物的亚基或下游效应蛋白编码基因SCH9、TCO89、TOR1存在遗传相互作用，进一步揭示了INO80与TORC1途径的相互作用。研究者进一步探究发现，INO80复合物的亚基基因ino80及arp5敲除后，细胞呈现了与雷帕霉素处理后类似的全局基因转录谱，核糖体基因、氮代谢基因等TORC1下游基因的转录水平变化呈现一致的状态。且基因ino80敲除后细胞对雷帕霉素的敏感性降低，因此，INO80复合物可能作为TOR信号转导途径下游的效应物，介导TORC1传递的代谢信号和基因表达信号向染色质的转移^[46]。

INO80复合物在TORC1信号途径中的作用可能与其对组蛋白乙酰化状态的调控有一定的联系，组蛋白乙酰转移酶Rpd3L和Rtt109以及H3K56乙酰化均可响应TORC1信号^{[44, 47]}，而研究表明INO80复合物亚基编码基因除了可以与RTT109、ASF1、RPD3产生遗传相互作用外，在全基因组层面上，Arp5的占位还分别与组蛋白乙酰化位点、甲基化位点存在正相关性和负相关性^[46]，但INO80复合物对组蛋白修饰的调控和下游生物学过程仍需进一步探究。由于INO80复合物调控的基因不止涉及TOR信号途径，因此INO80在基因转录调控中的功能不止是作为TORC1途径的下游效应物响应营养信号，还可能在全局转录水平上发挥更重要的作用。另外，INO80复合物被直接招募到PKA催化亚基之一的编码基因TPK1启动子区域，直接调控TPK1启动子核小体的占位和TPK1的转录^[48]，可能参与到cAMP-PKA信号转导途径中，但是具体的参与形式目前仍未被揭示。

由于INO80的功能涉及到ATP的消耗，因此不难理解其功能和能量代谢有密切关系。研究发现，INO80复合体是动态组装的，而且能调控糖酵解和氧化磷酸化，对不同环境条件下碳代谢的稳定性起到重要调节作用^[48]。在一篇近期发表的综述中，美国学者总结了酵母和哺乳动物INO80和SWI/SNF染色质重塑复合物在传递代谢信号到染色质，进而调控基因转录中的重要作用。其中，INO80参与在合适的营养条件下调控细胞分裂的过程，由于癌细胞的特征是在代谢和基因组稳定性之上优先细胞增殖，因此，深入研究酵母INO80复合物如何调控代谢对于癌症治疗具有借鉴意义^[48]。

3.4 INO80和环境胁迫响应

当酵母细胞感受到外界胁迫刺激时，转录因子、转运蛋白和抗氧化酶都是酵母细胞中参与胁迫响应的重要元件，而在真核生物中，染色质水平上的调控对真核生物的基因表达也至关重要。然而，染色质重塑复合物参与抗逆性调控机制的理解还不够深入。

目前INO80复合物与胁迫响应的研究涉及高渗胁迫、高温胁迫和氧化胁迫等条件，多通过亚基敲除的方式探究INO80复合物对环境胁迫响应的调控，不同亚基的作用见表 1。

研究表明，在无胁迫条件下，arp4^G161D突变体胞内胁迫相关基因的转录水平显著上调，包括CTT1、HSP12、DDR2和HSP26等，说明Arp4在非胁迫条件下抑制胁迫诱导基因的表达发挥重要作用，故arp4^G161D菌株在0.4 mmol/L过氧化氢冲击和50 ℃热击下的存活率提高^[49]。在arp8Δ菌株即INO80复合物染色质重塑功能缺失的情况下，胁迫基因的转录通常在高渗胁迫下被过度诱导，组蛋白在胁迫响应基因(如HSP12、CTT1)开放阅读框的重定位延迟。且Ino80在CTT1的开放阅读框(open reading frames, ORFs)区域募集，表明其可能在剧烈胁迫诱导的转录过程中发挥重要作用^[50]。此外，活跃的转录与启动子近端的核小体重塑之间存在联系，高转录速率能够促进INO80被募集到启动子区域。INO80复合物(INO80 complex, INO80C)调控高渗冲击响应基因的核小体占位和基因转录机理见图 2。在0.4 mol/L氯化钠冲击下，APR8缺失延缓了高渗胁迫诱导下被驱逐的核小体的重定位，渗透胁迫诱导基因的持续表达时间延长。即INO80复合物的特定亚基通过结合核小体、识别某些组蛋白共价修饰，有助于重置启动子近端的核小体，防止高渗胁迫诱导基因的长时间表达，并阻止非编码RNA的转录^[52]。类似地，在37 ℃热击下，arp8Δ中TPK1启动子区域的核小体占位明显降低，防止TPK1的过度转录，INO80复合物在正常情况下发挥抑制TPK1启动子的作用^[48]。在甲嘧磺隆(sulfometuron methyl, SM)诱导产生的氨基酸饥饿条件下，INO80复合物被招募到SM诱导基因中高表达基因的启动子区域，促进转录激活^[42]，而这些变化都不依赖于INO80复合物对组蛋白H2A.Z掺入的调控^{[42, 52]}，说明INO80复合物对环境胁迫响应的调控可能与H2A.Z无关，而是直接通过其染色质重塑功能或其他方式实现的。

由此可见，INO80复合物在高渗、高温等胁迫相关基因的转录调控上可能发挥着抑制作用，而对氨基酸饥饿诱导的高表达基因的转录起到促进的作用，即INO80复合体可能在不同的环境条件下发挥不同的调控转录和胁迫响应的功能。需要明确的是，目前INO80复合物调控胁迫响应相关研究的胁迫条件均为短期的冲击，而INO80对长期的温和胁迫的直接调控目前未见研究。而酿酒酵母对长期的温和环境胁迫的耐受性是影响酵母活性的关键因素，对酿酒酵母的工业应用具有重要的意义。根据已有研究，INO80复合物对长期胁迫的调控还可能通过其亚基编码基因可与胁迫相关基因的遗传相互作用实现，如RTT109 (敲除后提高酿酒酵母的乙酸胁迫耐受性^[53])；或者通过调控Msn2/4^[53]等转录因子间接地调控胁迫基因表达以及直接靶向胁迫相关基因等机制实现。

4 INO80复合物与其他染色质重塑复合物的关系

在驱逐启动子区域核小体上，INO80复合物发挥的功能可能与SWI/SNF家族的染色质重塑复合物SWI/SNF和RSC类似。研究表明，在SM诱导下，染色质重塑复合物RSC和SWI/SNF被响应氨基酸饥饿的转录因子Gcn4招募到Gcn4靶基因的启动子区域，同时，INO80在诱导下也能够被招募到SM诱导基因中的高表达基因的启动子区域，与其他染色质重塑复合物一同作用，通过驱逐核小体提高DNA可及性，并实现转录水平的提高^[42]。PHO5和TPK1启动子的核小体驱逐和激活也证明了INO80复合物与其他染色质重塑复合物在核小体驱逐和调控基因表达中的协同作用，RSC和INO80复合物是TPK1启动子核小体定位所必需的，而SWI/SNF主要在细胞受到热击时发挥核小体驱逐的功能^[48]。PHO5启动子的完全激活需要染色质重塑复合物SWI/SNF、INO80、RSC以及SAGA复合物的组蛋白乙酰转移酶亚基Gcn5^[54]。在INO80缺失突变体和SNF2 (SWI/SNF核心ATPase亚基编码基因)缺失突变体中，PHO5仍能被诱导表达，但基因诱导表达呈延迟状态，而在双重突变体中，PHO5的诱导表达呈现更明显的延迟和表达水平的降低^[55]。此外，作为同一亚家族的成员，INO80复合物和SWR1复合物都由核心ATPase、Ruvb样蛋白、核肌动蛋白、肌动蛋白相关蛋白以及复合物特异蛋白等亚基组成，具有相似的基本结构和+1核小体定位^[40]，在转录调节和基因组稳定性维持上发挥相似的功能^[10]，但是2个复合物的生化活性和移动DNA作用机制差别较大^[56]。通过遗传相互作用网络分析发现，INO80复合物亚基组成的多个遗传模块使其具有更为丰富的生物学功能，而INO80复合物和SWR1复合物各自的亚基Ies6和Swc7可能都具有复合物之外的独立功能^[46]，有待进一步挖掘与探究。

5 结语与展望

染色质重塑复合物INO80存在于酵母、人、拟南芥和果蝇等多种真核生物中，在进化过程中保守，参与调控基因转录、调节正常细胞功能和生物体发育等各个过程。基于移动核小体和定位于基因启动子区域和ORF区的基本功能，INO80复合物能全局调控基因转录，并参与到酿酒酵母的信号转导途径和环境胁迫响应过程中。在表观调控机制中，INO80复合物和组蛋白乙酰化的关系已经被揭示^[57]，因此INO80复合物对真核生物基因表达调控具有关键的作用，对其调控机理进行深入研究，有利于进一步理解其对细胞代谢的精细调控，而且对选育高鲁棒性菌株和抗逆的植物品系^[58-59]，以及疾病治疗都有重要的意义^[57]。近期在裂殖酵母的研究中发现，INO80复合物可以通过调控DNA复制过程中亲本组蛋白的传递而影响异染色质表观记忆的遗传^[60]，该功能主要通过裂殖酵母中的Iec5亚基影响组蛋白转换(histone turn-over)的速率实现，但该亚基在酿酒酵母中尚未发现相应的同源蛋白，推测可能由于不同酵母进化过程中INO80复合物不同亚基的进化适应于独特的染色质环境。另外，酿酒酵母中是否有其他亚基存在类似的功能值得进一步探讨。染色质重塑不仅在基因表达调控，而且在DNA复制和DNA损伤修复过程中也有重要的功能^[19]，因此，研究INO80复合物对理解多层次生命基本调控过程和机理都具有重要的意义。

尽管INO80复合物调控基因表达的相关研究取得了一定的进展，但是仍然有很多需要进一步研究的内容，未来可以在以下几方面进行深入研究：

(1) INO80复合物与酿酒酵母的信号转导途径存在相互作用，但是其在TOR途径、PKA途径中的具体作用机制目前仍不清楚，如INO80复合物是否通过TOR途径中的关键蛋白激酶调控下游基因表达，以及对TPK1启动子的染色质重塑调控是否影响cAMP-PKA向染色质的信号传递等。进一步阐明染色质重塑复合物在信号转导路径的作用机制，有助于了解酿酒酵母染色质水平调控、转录调控和代谢网络间的相互作用，揭示酿酒酵母信号转导途径中新的调控层面。

(2) 酿酒酵母复杂的信号网络和转录调控机制赋予了其一定的抵抗外界环境变化的能力，目前关于INO80复合物调控短期胁迫下核小体占位的机制已有多篇文献报道，其主要发挥抑制胁迫诱导的基因过度转录的功能，这种变化是在几小时内完成的。然而，在酿酒酵母生长、发酵过程中会遭受长期温和的胁迫，时间长达几天，INO80复合物调控此类胁迫响应的机制有待进一步探究。此外，酿酒酵母如何通过INO80等染色质重塑复合物的协同作用响应多种外界环境胁迫，并整合多个信号途径，进而调节抗逆性，也值得进一步探究。

(3) 在真核生物中，涉及基因转录调控都需考虑染色质水平动态调控的协同。但是，目前相关的研究集中在分子机理探讨，在真核微生物合成生物学和代谢工程改造中的相关研究较少。已有研究表明，核小体占位对基因表达调控和基因编辑效率具有重要影响^[61]，核小体亲和力的下降可以提高启动子的强度^[62]和终止子的终止效率^[63]，调控基因的表达。染色质重塑复合物如何调控全局核小体占位，并调控代谢物生产的研究目前还比较有限，未来可以通过3D基因组成像技术^[64]，进一步探究染色质重塑复合物的作用和核小体的动态变化，有利于深入理解染色质重塑复合物对基因表达的调控机制，并开发基于染色质重塑等表观遗传水平的代谢工程和合成生物学策略，提高真核微生物细胞工厂的生产效率。