1. PRC2与Hox基因簇的多米诺式表达
——板块的形成
It is not birth, marriage, or death, but gastrulation, which is truly the most important time in your life. （人一生中最重要的阶段，不是出生，结婚或死亡，而是原肠运动。） –Lewis Wolpert
原肠运动是在胚胎发育中的重要时期，它使个体分化出外胚层，中胚层和内胚层，为器官的形成提供位置信息。原肠运动最显著的特点是Hox基因簇的多米诺骨牌式的区域化表达。Hox基因簇多米诺式表达，是指Hox基因簇中Hox基因的排列顺序与它们的时空表达顺序是一致的。
组蛋白H3K27位点甲基化抑制基因表达，H3K4位点甲基化激活基因表达。PRC2和MLL分别催化组蛋白H3K27和H3K4位点的甲基化，同时也可以被相应位点出现甲基化的组蛋白所招募。RBP2催化组蛋白H3K4me3的去甲基化。
形成Hox基因簇多米诺骨牌式的表达，需要PRC2将Hox基因簇组织成染色质高级结构，使它们处于被抑制表达的状态，MLL率先结合Hox1，使Hox1上的组蛋白同时含有H3K27和H3K4位点的甲基化，转变成待表达的状态。细胞分裂时原来的组蛋白(H3-H4)2极性的分布到母细胞（stem cell）中，保持原来的H3K27和H3K4位点的甲基化模式，新合成的(H3-H4)2极性的分布到子细胞中，只发生H3K4位点的甲基化，使得子细胞中Hox1招募MLL，得以表达，而母细胞中Hox1仍维持待表达的状态。母细胞中RBP2的加入，使得H3K4位点的甲基化修饰向Hox2基因移动，母细胞的第二次分裂便产生了表达Hox2的子细胞。循环多次后，形成Hox基因簇的多米诺式表达。
多米诺
In each Hox cluster, the order of the genes from 3’ to 5’ in the DNA is the order in which they are expressed along the antero-posterior axis and specify positional identity. （Hox基因在DNA上从3’到5’的排列顺序和其在个体从头到脚方向上的表达顺序是一致的，每个Hox基因就像是一个多米诺骨牌，依次激活。） Co-linearity between the order of the genes on the chromosome and their order of spatial and temporal expression along the antero-posterior axis. （Hox基因簇在DNA上的排列顺序与其表达的时空顺序一致，被称为共线性。） Principles of development (3rd edition) 2006 Edited by: Lewis Wolpert
Modulating Hox gene functions during animal body patterning –Nature reviews genetics 6: 893 (2005)
原肠运动后，体节中Hox基因簇的多米诺式表达。
Retinoid-independent motor neurogenesis from human embryonic stem cells reveals a medial columnar ground state –Nature communications 2:214 (2011)
后脑和脊髓中Hox基因簇的多米诺式表达。
Molecular mechanisms underlying the exceptional adaptations of batoid fins –PNAS 112: 15940 (2015)
四肢发育中Hox基因簇的多米诺式表达。
组织中心
组织中心分泌Shh（Hedgehog），组织中心在胚胎发育中是个暂时结构，如原肠运动中的Node，和四肢发育初期的ZPA（zone of polarizing activity）。组织中心为Hox基因簇多米诺式表达的启动提供信号分子的浓度梯度。 
原肠运动中，Node沿个体的anterior-posterior axis（头-尾轴）移动，出现primitive streak（原条）的一面为个体的背面。小鸡的背面图来源于画家黄胄，小鼠的侧面图来源于画家徐悲鸿。
染色质的极性分裂
染色质的极性分裂中，原来的组蛋白(H3-H4)2分布到干细胞（母细胞）中，维持原有的甲基化修饰，新合成的组蛋白(H3-H4)2分布到子细胞中，获得新的甲基化修饰。这使得母细胞和子细胞中，H3K4和H3K27位点的甲基化模式不同，招募的MLL和PRC2不同，从而获得不同的表达模式。 
Asymmetric inheritance of epigenetic states in asymmetrically dividing stem cells –Current opinion in cell biology 67: 27 (2020)
组蛋白(H3-H4)2参与染色质的极性分裂，新合成的(H3-H4)2在Non-stem cell中，而原来的(H3-H4)2在stem cell中。
Breaking symmetry – asymmetric histone inheritance in stem cell –Trends in cell biology 27: 527 (2017)
Chromosome-specific non-random sister chromatin segregation during stem cell division –Nature 498: 251 (2013)
The asymmetric localization of epigenetic marks and kinetochore proteins could lead to the differential recognition of sister chromatids and the biased segregation of DNA strands to daughter cells during cell division. We propose that this asymmetric localization is linked to biased chromatid segregation, which might also be related to the acquisition of distinct cell fates after mitosis.（组蛋白和kinetochore在DNA复制时具有一致的极性分布，才能实现染色质的极性分裂，促使细胞分裂后的两个细胞走向不同的发育命运。）
Biased segregation of DNA and centrosomes — moving together or drifting apart? –Nature reviews molecular cell biology 10: 804 (2009)
原来的组蛋白(H3-H4)2能极性的分布到干细胞中，还需着丝粒区域的kinetochore蛋白的极性分布及中心体的极性分布，这样细胞分裂时，纺锤体能识别出特定的姐妹染色体，将其拉到相应的细胞中。
TrxG and PcG Proteins but Not Methylated Histones Remain Associated with DNA through Replication–Cell 150: 922 (2012)
Polycomb proteins remain bound to chromatin and DNA during DNA replication in vitro–Cell 137:110 (2009)
EZH2 localizes at sites of DNA replication. The PRC2 complex binds to H3K27me3.
A model for transmission of the H3K27me3 epigenetic mark–Nature cell biology 10: 1291 (2008)
Histone post-translational modifications – cause and consequence of genome function–Nature reviews genetics 23: 563 (2022)
PRC2和MLL在DNA复制时，依然结合DNA，可以催化新合成的组蛋白(H3-H4)2发生H3K27或H3K4位点上的甲基化修饰。H3K27和H3K4位点甲基化后的组蛋白可以分别招募新的PRC2和MLL蛋白。
PRC2，MLL，RBP2
PRC2将Hox基因簇组织成染色质高级结构，MLL先结合Hox1，使Hox1的组蛋白同时具有H3K27和H3K4位点的甲基化修饰。母细胞极性分裂时，组蛋白中原来的(H3-H4)2分布到母细胞中，新合成的(H3-H4)2分布到子细胞中。如果Hox基因上只结合PRC2，新合成的(H3-H4)2组蛋白会发生H3K27位点甲基化修饰，与原来的 (H3-H4)2组蛋白修饰一致。但当Hox基因上同时结合PRC2和MLL时，由于空间位置的影响，新合成的(H3-H4)2只能发生H3K4位点的甲基化，极性分裂后新合成的(H3-H4)2分布到子细胞中，在子细胞中Hox1基因只招募MLL，所以Hox1得以表达，而母细胞中，原来的(H3-H4)2仍保持原有的H3K27和H3K4位点的甲基化修饰模式，Hox1继续维持待表达的状态。
分裂结束后，子细胞提供的Notch信号，使母细胞中表达RBP2。RBP2与PRC2，MLL在Hox1形成复合体，复合体具有手性，使得H3K4位点的甲基化修饰单方向的向下游的Hox2基因移动，再次极性分裂后，便产生了表达Hox2的子细胞。循环多次后，形成Hox基因簇的多米诺式表达（再复杂的机制都可以通过简单机制的多次重复来实现）。
部分图片来源于Molecular basis and biological function of variability in spatial genome organization–Science 365: eaaw9498 (2019)
多米诺式表达形成后，Hox基因簇的染色体高级结构。