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在DNA序列编码基因表达时，DNA修饰是一种调控基因表达的重要的形式，而DNA甲基化（DNA methylation）则是一种重要的DNA修饰方式。不管是在真核生物或原核生物中，都广泛存在着DNA甲基化的现象，并且一般都起到抑制基因表达的作用。DNA甲基化是通过DNA甲基转移酶（DNA methyltransferase，DNMT），使CpG岛上的胞嘧啶5′碳位共价键结合一个甲基基团，进而使DNA发生甲基化。DNA甲基化调控基因表达的结果表现在引起DNA构象、DNA稳定性、染色质结构的改变及DNA与蛋白质的相互作用等方式的改变，但DNA序列不发生改变。在DNA甲基化的研究中，了解得最透彻的是5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine，5mC）。这种修饰通常被认为是基因表达的一种稳定的抑制性调控因子。5mC最初是在CpG岛（基因启动子区域中一段富含CpG二核苷酸的DNA片段）内被发现的。在启动子区域内，5mC充当一种稳定的表观遗传标记的角色，并抑制基因转录。
在基因组中，有很多甲基化胞嘧啶都会存在DNA去甲基化这一过程。在DNA去甲基化的过程中，5mC最终会被去除，进而转化为未修饰的胞嘧啶。目前发现，DNA去甲基化主要存在两种方式：①DNA被动去甲基化：核因子NF黏附甲基化的DNA，而黏附点附近的DNA不能被完全甲基化，进而阻断DNMT1的作用；②DNA主动去甲基化：在基因组中，DNA主动去甲基化一般是具有周期性的，通常从5mC开始，大致过程为5mC先被氧化为5-羟基甲基胞嘧啶（5hmC），之后依次被氧化为5-甲酰基胞嘧啶（5fC）和5-羧基胞嘧啶（5caC），最后在胸腺嘧啶DNA糖基化酶（TDG）与碱基切除修复酶（BER）的共同作用下，在DNA中把5fC和5caC去除，从而转化为未修饰的胞嘧啶（Wu等，2017）。
由于5mC标记在样本制备和DNA扩增过程中不能维持，因此5mC使用传统的DNA扩增方法难以检测。目前检测整个基因组中5mC的方法包括全基因组亚硫酸氢盐测序、抗体依赖性DNA免疫沉淀（DIP）等高分辨率方法。亚硫酸氢盐转化是使用最广泛的方法之一，其原理是基因组的DNA在用亚硫酸氢盐处理后，其中未发生甲基化的胞嘧啶会转化为尿嘧啶，而已发生甲基化的胞嘧啶则保持不变。在下游分析过程中5mC碱基会保持不变，依旧被测序检为胞嘧啶碱基。这样即可确定在基因组中含有甲基化胞嘧啶的位置（Lister等，2009）。
宿主的免疫水平会对弓形虫速殖子与缓殖子间的相互转化产生很大的影响，而速殖子和缓殖子间的相互转换涉及表观遗传学的领域。已有研究证明，作为表观遗传学的重要内容，DNA甲基化对速殖子与缓殖子之间的转化有着一些特定的生物学作用（Skariah等，2010）。
有研究报道在ToxoDB中发现了一个基因（TGME49_210778），该基因编码具有半甲基化DNA结合域的蛋白质，表明弓形虫拥有发生DNA甲基化并发挥作用的必要机制（Wei等，2017）。当弓形虫处于缓殖子阶段时，其代谢水平较低，处于相对静止期。有研究将缓殖子和速殖子进行比较时发现，处于缓殖子阶段的弓形虫CDS区域的胞嘧啶甲基化表现出更为明显的基因转录上调，并且许多代谢过程是由CDS区域不同甲基化程度的基因参与调节的。这表明在CDS区域所发现的DNA甲基化可能与调节处于缓殖子阶段时的低代谢有关（Wei等，2017）。另外，速殖子和缓殖子的启动子甲基化水平亦不同，这些不同的甲基化基因可能涉及弓形虫与宿主免疫之间的适应性，与宿主免疫逃逸有关的基因转录可能与弓形虫DNA启动子甲基化有关。另外，在缓殖子DNA中已检测到更多的甲基化胞嘧啶位点，在缓殖子中发现更高的DNA甲基转移酶转录水平。因此推测，DNA甲基转移酶可能在调节速殖子和缓殖子之间的相互转换中发挥重要作用。用强效的DNA甲基转移酶抑制剂5-AzaC作用于弓形虫速殖子可使其转换成为缓殖子。而在抑制剂去除后，胞内弓形虫得到恢复，转换为速殖子。这些研究表明，弓形虫的DNA甲基化不仅存在于缓殖子阶段，在速殖子阶段也有DNA甲基化的发生。DNA甲基化可能在弓形虫各个阶段都具有重要的调节作用。
目前关于弓形虫其他种类的DNA修饰，如DNA乙酰化、DNA结合蛋白等，尚未有文献发表。通常被认为只存在于RNA修饰中的某些修饰形式现已证实也可能发生在DNA中。比如N6-腺嘌呤甲基化，亦即RNA中的m6A，现在已知它也存在于DNA内（DNA的6mA）。比如，非洲爪蟾、小鼠和人类基因组中都发现了6mA的存在。
细胞的发育、分化、生长和存活离不开对与核小体组成相关的基因表达、复制和DNA修复过程的严格控制。核心组蛋白是核小体的组成构件，包括常规组蛋白和组蛋白变体两类。与其他真核生物一样，弓形虫中已鉴定出4个高度保守的核心组蛋白：TgH2A、TgH2B、TgH3和TgH4，但未见连接组蛋白TgH1。
组蛋白变体是常规组蛋白的变异体，在染色质的特定位置或特定生物学事件中代替常规组蛋白，调控染色质结构及相关生物学过程。在弓形虫中，TgH2A有TgH2A1、TgH2AZ和TgH2AX三种变体；TgH2B有TgH2Bv一种变体；TgH3有TgH3.3和TgcenH3两种变体；而TgH4与其他物种中一样，目前没有发现变体。其中，TgH2Bv主要与TgH2AZ形成二聚体。而乙酰化的TgH3可以与TgH2AX、TgH2AZ和TgH2Bv存在于同一核小体中，并可调控后两者的转录功能。这些发现表明，弓形虫核小体并非随机排列，而是存在一定规律性（Dalmasso等，2009）。
总的来说，组蛋白可以提供修饰位点，与甲基、乙酰基等多种化学基团结合，从而改变染色体的形态结构，以此调节基因的复制、转录和修复等，使组蛋白各组分稍有差异。本文主要介绍弓形虫组蛋白甲基化、乙酰化和其他组蛋白修饰（如磷酸化、泛素化、SUMO化等）。
组蛋白甲基化是通过组蛋白甲基化转移酶（histonemethyl transferase，HMT）来完成的。甲基化一般在组蛋白的赖氨酸（lysine，K）和精氨酸（arginine，R）残基上发生，赖氨酸残基和精氨酸残基都能够发生单、双甲基化；赖氨酸残基甚至能够发生三甲基化。发生在不同位点的甲基化修饰对基因的表达有不同影响，可起到抑制或者激活作用，结果极大地增加了组蛋白修饰和调节基因表达的复杂性。组蛋白H3的第4、9、27和36位与H4的第20位赖氨酸残基，H3的第2、l7、26位与H4的第3位精氨酸残基，均为甲基化的常见位点。组蛋白精氨酸的甲基化是一种相对动态的标记，它与基因激活有关，但发生在H3和H4的精氨酸甲基化丢失却与基因沉默有关。与精氨酸甲基化相反，赖氨酸的甲基化为较稳定的标记。弓形虫拥有5种蛋白质精氨酸甲基转移酶（PRMT）同系物，命名为TgPRMT1-5。重组TgPRMT1能够使H4R3甲基化。同TgCARM1一样，另一种协同激活剂相关精氨酸甲基转移酶TgPRMT4，能使H3R17甲基化（Saksouk等，2005），这些与它们的人类同源物的底物特异性相似。因为缺乏TgPRMT1影响子代细胞数量的细胞周期表型，TgPRMT1对组蛋白甲基化的重要性还不清楚。人类CARM1已经与SWI2/SNF2 ATPases相关，包括Snf2相关的CBP激活蛋白和SRCAP。重组TgCARM1与弓形虫体外培养的ATP依赖性核小体破坏活性表明TgCARM1可能与弓形虫SWI2/SNF2成员相互作用，并且SRCAP SWI2/SNF2同源基因已在弓形虫中被鉴定，这表明CARM1和SRCAP复合物之间结合是保守的。有研究表明TgCARM1介导的H3R17的甲基化是弓形虫基因表达的另一个特征，在速殖子或缓殖子阶段，活性基因中都存在这种蛋白（Saksouk等，2005）。有趣的是，标记为甲基化H3R17的基因也显示出乙酰化H3K18的富集，这可能是基因激活的协同特征，依赖于乙酰化和甲基转移酶复合物之间的相互干扰。
赖氨酸甲基转移酶有一个SET（Suv（39）-E（z）-TRX）域，在弓形虫基因组中所含的预测蛋白中寻找这一区域，发现至少19个候选蛋白，以及该蛋白家族中惊人数量的重复和分支（Bougdour等，2010）。正如在乙酰转移酶中观察到的，甲基转移酶新的非组蛋白底物已经于包括弓形虫在内的许多系统中被描述。甲基赖氨酸抗体经常与弓形虫的胞质或细胞骨架结构发生交叉反应。TgSET中的在组蛋白赖氨酸甲基化方面很可能具有类似的功能，特别是因为组蛋白赖氨酸甲基化是一种常见的组蛋白翻译后修饰。虽然生物信息学研究有推断特异性，但是大多数预测还没有被实验证实。
染色质免疫共沉淀（chromatin immunoprecipitation，ChIP）研究将KMTox（即TgSET13）定位于与抗氧化防御、热休克蛋白/伴侣以及参与翻译和碳水化合物代谢的基因相关的基因。KMTox也可以保护机体免受H 2 O 2 的侵害，并且在氧化条件下被发现与TgPrx1有关，这支持了KMTox有助于弓形虫的抗氧化防御系统的观点（Sautel等，2009）。与人类的单甲基化不同，生化和结构建模分析表明TgSET8能够对H4K20进行单甲基化、二甲基化和三甲基化。提示TgSET8突变状态下的速殖子能够消除H4K20的单甲基化，使其不能在细胞周期中正常进行，这表明单甲基H4K20是寄生虫分裂所必需的（Bougdour等，2010）。TgSET8也可能在缓殖子阶段发挥重要作用，从缓殖子H4K20的高水平单甲基化表明了这一点。ChIP技术和质谱分析表明，H3K4在弓形虫中可以发生单甲基化、二甲基化或三甲基化。更具体地说，在速殖子阶段，三甲基化的H3K4在速殖子启动子处富集，分化后在缓殖子启动子处富集，这是弓形虫基因激活的另一个标志。染色质免疫共沉淀技术研究已经证实，H3K9、H4的乙酰化和H3K4的三甲基化发生在活化的表达基因启动子上（Gissot等，2007）。H3K9和H4K20的三甲基化发生在异染色质区域被抑制的基因上，H3K9me2/3标记在着丝粒中富集，而H3K4的单甲基化与活性转录基因有关。与疟原虫不同，弓形虫不编码主要的抗原变异基因家族，这些家族的基因沉默与H3K9me2/3异染色质组蛋白标记的富集有关。
对于甲基的去除，弓形虫可能编码了7个JmjC（Jumonji）域去甲基蛋白。同时具有Jumonji N和C端结构域的JARID样H3K4和JMJD1样H3K9去甲基化酶，可能是一种双重功能的组蛋白去甲基化酶。该家族的其他成员属于使H3R2和H4R3去甲基化的JMJD6家族。有研究质疑了JmjC区域蛋白在蛋白质脱甲基化中的排他性作用，并在RNA处理中报道了其新的功能，因此需要进一步的研究来确定这些去甲基酶的功能（Hong等，2010）。弓形虫似乎也能编码赖氨酸特异性去甲基酶的同源物，但这些蛋白的功能还没有被确定。弓形虫中去甲基化酶的这种非典型化扩展可能会抵消大量的甲基转移酶，而甲基转移酶和去甲基化酶家族的扩展是弓形虫生物学不同于疟原虫的一个方面。
组蛋白乙酰化修饰是研究较多、影响基因表达最显著的修饰之一。在高等真核生物中，组蛋白乙酰化修饰的主要作用是中和组蛋白N末端的正电荷，致使组蛋白和DNA之间的亲和力下降、紧缩的染色质松弛，从而增强转录活性。相反，组蛋白去乙酰化修饰则可恢复组蛋白N末端正电荷，使DNA和组蛋白的结合更加紧密，导致染色质紧缩和基因沉默。
在弓形虫TgH2Bv变体N端的四个位置（K8、K13、K14和K18）以及第107、108、113和117位赖氨酸残基上均检测到赖氨酸乙酰化修饰。相反，常规TgH2Ba/TgH2Bb的赖氨酸乙酰化修饰主要位于氨基酸序列的中心区和C末端，在N端的赖氨酸残基上并未发现乙酰化修饰的现象（Jeffers等，2012）。此外，采用抗乙酰化H2B抗体进行Western blot检测，也初步证实弓形虫H2Bv确实存在乙酰化修饰。考虑到弓形虫中H2Bv的独特特性，人们认为它的乙酰化修饰对染色质调控（主要是启动子的激活）有重要作用。
组蛋白乙酰化水平受组蛋白乙酰化酶（histone acetylase，HAT）和组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase，HDAC）的协同控制。此外，被乙酰化修饰的赖氨酸残基还可以被溴区结构域（bromodomain）所识别，由于一些转录因子中含有这个结构域，因此，乙酰化修饰除了削弱DNA和核小体之间的亲和力外，还可通过招募含溴区结构域的转录因子来促进组蛋白编码。
ChIP法证实，在弓形虫速、缓殖子两个阶段的虫体中，组成性表达基因的启动子都有组蛋白乙酰化修饰的现象。这些数据表明，启动子上的组蛋白乙酰化修饰模式与相应基因的表达模式之间存在相关性，这支持了“组蛋白乙酰化修饰是弓形虫基因激活的标志”这一观点（Gissot等，2007）。当然，乙酰化水平和基因激活之间并非总是呈正相关。例如：已经发现当易分化成囊虫株的速殖子传代次数较少时， BAG1 和 LDH2 基因启动子中的核小体H3发生乙酰化，而在不易分化的虫株（如RH株）中，缓殖子期特异性基因中并没有显示H3有发生乙酰化修饰（Behnke等，2008）。这些结果表明，在易分化虫株的低传代速殖子中，这些基因可被事先激活或准备表达，但在速殖子阶段还不一定表达。
根据亚细胞定位，HAT可分为两类。第一类包括一些具有相似的核定位与功能的异源酶，主要在转录过程中发挥催化作用。根据蛋白一级序列的结构同源性和乙酰基团转移的生化机制，这一类成员可以分为五个不同的家族：GNAT（GCN5 N-乙酰转移酶）、MYST（MOZ、Ybf1/Sas3、Sas2与Tip60）、p300/CBP（CREB结合蛋白）、通用转录因子HAT和核激素相关HAT。相比之下，第二类HAT（例如人类HAT1）则位于细胞质，主要负责新合成组蛋白的乙酰化修饰并将这些组蛋白运输至核内，以替换到新复制的DNA中。弓形虫拥有I类HAT的GNAT和MYST家族同源物，但没有p300/CBP家族同源物。
GCN5（general control nonderepressible 5）是最初在酵母中发现的一种高度保守的转录激活蛋白，存在于所有真核生物中。该蛋白具有赖氨酸乙酰转移酶活性，可通过组蛋白乙酰化修饰调控基因表达。大多数物种都仅含有一个GCN5分子，但哺乳动物细胞中含有第二个GCN5分子，称为PCAF（p300/CBP关联因子）。研究表明，弓形虫似乎是至今研究过的低等真核生物（包括其他顶复门原虫）中唯一含有两个GCN5分子（TgGCN5-A和-B）的物种。两个分子均定位于虫体的细胞核，并在HAT催化结构域的下游含有溴区结构域。与大多数物种不同的是，弓形虫GCN5分子含有很长的N端序列，但彼此之间几乎没有同源性。在高等真核生物中，重组GCN5在游离组蛋白混合物中对组蛋白H3有强烈的乙酰化作用，而对组蛋白H4乙酰化作用则非常微弱。乙酰化的主要位点是组蛋白H3上的K14和组蛋白H4上的K8和K16。而在弓形虫中，尽管TgGCN5-A和TgGCN5-B具有几乎相同的催化结构域，但它们在酶活性检测中却表现出不同的底物特异性。当检测单个赖氨酸残基的乙酰化修饰时，发现TgGCN5-B更像典型的GCN5，因为它可以靶向修饰H3的K9、K14和K18。而TgGCN5-A只对组蛋白H3的K18表现出不寻常的乙酰化修饰倾向（Bhatti等，2006）。在人体中，这种修饰是由p300/CBP介导。但两个GCN5分子在虫体内的底物特异性还有待进一步确认。研究表明，在速殖子阶段，TgGCN5-A可结合在速殖子期特异性基因（如 sag1 ）的启动子区以促进转录，但并不与缓殖子期特异性基因的启动子结合，推测其可调控速殖子向缓殖子转化。尚不清楚弓形虫为什么有两个GCN5分子，但目前研究证实，弓形虫的增殖与毒力似乎只与TgGCN5-B有关。
在多种真核生物中，GCN5在一个称为SAGA（Spt-Ada-Gcn5乙酰基转移酶）的大型多蛋白复合体中发挥作用。酵母中的SAGA复合体总分子量约2mDa，由至少19个亚基组成。SAGA复合体具有不同的模块结构，执行不同的功能，包括：赖氨酸乙酰化修饰、染色质识别、组蛋白去泛素化以及通过TBP（TATA结合蛋白）与TFIID复合物结合。核心的赖氨酸乙酰化修饰模块由GCN5、ADA2、ADA3和SGF29组成；组蛋白去泛素化模块由USP8、SGF11、SGF73和SUS1几个亚基组成；而SPT和TAF蛋白则与TRA1/TRRAP聚集形成一个骨架，将转录因子与TFIID连接起来。SAGA复合体中的几个亚基（包括GCN5）均含有染色质“阅读器”结构域，如：溴区结构域、PHD结构域、Tudor结构域或SANT结构域。与含有两个GCN5一样，弓形虫也含有两个独立的共激活因子ADA2同源物（TgADA2-A和TgADA2-B）。ADA2是GCN5复合物中的一个亚基。大多数低等真核生物中只有一个ADA2与GCN5复合物结合，参与基因调控。TgADA2-A和TgADA2-B都具有保守的锌指、SANT和ADA3结合结构域。但酵母双杂交试验表明TgGCN5-A仅与TgADA2-B结合，而TgGCN5-B可与两个TgADA2分子结合（Bhatti等，2006）。此外，研究人员还发现，在速殖子与碱性诱导的缓殖子体内，TgGCN5-B至少可参与两种未知复合体的组成，并且还可同时与TgAP2IX-7和TgAP2XII-4两个转录因子结合（Harris等，2019）。但奇怪的是，在弓形虫中仅发现一个TRA1分子参与GCN5复合体组成。这意味着弓形虫的GCN5复合体要么结构简单，要么还有新的亚基尚未被发现。
TgGCN5-A和-B并不是参与调控弓形虫基因表达的唯一组蛋白乙酰化酶。在弓形虫中已鉴定出两个与植物MYST同源物有较高相似性的MYST型组蛋白乙酰转移酶：TgMYST-A和TgMYST-B（Smith等，2005），两个TgMYST分子除了含有典型的MYST型HAT催化结构域外，均含有一个非典型的C2HC锌指结构域和一个克罗莫结构域（chromodomain）。但生物信息学分析结果显示，弓形虫编码MYST复合体组分的蛋白质数量有限，仅包括Tra1、Arp4、Yaf9、BAF53、Tip49、MLE和P400（TgSRCAP）。
TgMYST-A的mRNA长度约3.5nt，利用抗TgMYST-A多肽抗体证实该酶存在两种异构体，分别含411个氨基酸和471个氨基酸，后者多出的60个氨基酸残基位于其N端，功能未知。TgMYST-A在虫体细胞核、细胞质中均有分布，且两个异构体在速殖子期的含量均远多于缓殖子期。体外实验证实重组TgMYST-A优先对组蛋白H4进行乙酰化修饰，其修饰位点包括K5、K8、K12和K16位。ChIP实验证实这种修饰可激活介导弓形虫分化的基因；TgMYST-B的mRNA全长约1.5nt，编码蛋白分子量约60kD。TgMYST-B主要定位于虫体胞浆，但可入核并对组蛋白进行乙酰化修饰，保护因DNA损伤诱导剂对DNA造成的损伤（Vonlaufen等，2010）。TgMYST-A和TgMYST-B都无法进行基因敲除，并且除非将其中的HAT结构域突变而其失去酶活性，否则过表达TgMYST-A或TgMYST-B也会严重抑制虫体生长，这些数据表明弓形虫的两个MYST分子的表达水平需要精确的调控，否则无论过高或过低均会影响虫体增殖。
除了GCN5与MYST蛋白，弓形虫基因组中还注释有其他的HAT同源物，包括Hat1、TAF1（TAFII250）和Elp3，但其功能尚不清楚。
目前，真核生物中的HDAC已发现18种，被分为四大类。其中Ⅰ类和Ⅱ类包含具有相似催化结构域和具有Zn 2+ 依赖催化机制的酶。在哺乳动物中，Ⅰ类HDAC有4种，分别是HDAC1、2、3和8；而Ⅱ类HDAC则有6种，主要包括HDAC4～7、HDAC9和HDAC10。Ⅰ类HDAC的分子量通常比Ⅱ类的要小，其催化结构域周围的N端和C端结构域也相对较短；Ⅲ类HDAC主要为Sir2相关蛋白（Sirtuin，Sirt），共包含7个成员（Sirt1-7），它们与酵母Sir2具有同源性。其中，Sirt1具有核/胞质双重定位，Sirt2定位于胞质，Sirt3～5定位于线粒体，Sirt6和7则完全定位于核内。与其他已知的简单水解乙酰化赖氨酸残基的去乙酰化酶不同，Sirt家族成员还具有单ADP-核糖基转移酶的活性，因此既可对乙酰化赖氨酸残基进行去乙酰化修饰，又可发挥NAD + 水解的功能；哺乳动物HDAC11则属于第Ⅳ类HDAC，这是迄今为止该类别中唯一的成员（图4-1）。
图4-1 弓形虫速、缓殖子期组蛋白乙酰化酶与组蛋白去乙酰化酶表达
基于弓形虫基因组挖掘到的数据，目前至少已经发现存在6种潜在的HDAC：包括5种Ⅰ类/Ⅱ类HDAC同源物和一种Sir2（Ⅲ类HDAC）亚型同源物（Saksouk N等，2005）。与HAT一样，HDAC也是由多个蛋白分子组成的大型复合体来发挥作用。目前人们仅对弓形虫的TgHDAC3进行了相关研究。TgHDAC3定位于弓形虫细胞核，是一种大型多蛋白复合体，即共抑制子复合物（TgCRC）的组成成分。该复合物包括TgHDAC3、TgTBL1、actin、HSP70样蛋白、TCP-1环复合物的亚基（TgTIC）和TgApiAP2转录因子（Braun等，2010）。由于TgHDAC3复合物中包含了人HDAC3复合物的同源物，推测TgHDAC3可对组蛋白H4的K5、K8和K12进行去乙酰化修饰。研究表明，TgHDAC3可存在于缓殖子期特异性基因（如 bag1 和 ldh2 ）的启动子区，抑制基因转录。此外，TgHDAC3还可以与TgGCN5-A协同工作，对虫体期特异性基因分别进行抑制或激活（Saksouk等，2005）。
值得注意的是，TgHDAC3被发现与一种与RNAi沉默相关的酶，即弓形虫Argonaute蛋白（TgAGO）有相互作用关系（Braun等，2010）。弓形虫拥有庞大而复杂的sRNA谱系，包括rdsRNA、satRNA、miRNA和siRNA。已知rdsRNA和satRNA可协同作用以维持异染色质的抑制状态。事实上，弓形虫卫星区域富含H3K9met1和H4K20met1，这两种物质都是异染色质的标志。因此，人们推测TgAGO-rdsRNA和TgAGO-satRNA复合物通过招募TgHDAC3至弓形虫基因组的异染色质区域，从而导致染色质的广泛沉默。
到目前为止，研究过的弓形虫HAT/HDAC已被证明可对组蛋白H3和H4进行靶向性乙酰化修饰调节。虽然常规H2B也表现出一些乙酰化修饰，但H2Bv的超乙酰化修饰以及它与活性染色质的结合，表明组蛋白乙酰化修饰在弓形虫生物学中的重要作用。未来的研究需要进一步揭示调节H2Bv组蛋白的HAT/HDAC种类、分析H2Bv的高乙酰化状态在虫体生长、分化中的生物学作用以及对重构体的鉴定。由于弓形虫不同寻常的核小体组成、独特的组蛋白变体（如H2Bv）的表达、以及独特的HAT/HDAC重构体的存在，上述研究工作的完成将为新的抗弓形虫病化疗药物开辟一个有希望的新领域。此外，多种HDAC抑制剂已被证实可抑制弓形虫速殖子的增殖与存活，同时可使缓殖子期特异性基因的转录活性受到很大影响，提示了弓形虫组蛋白乙酰化/去乙酰化修饰在虫体发育过程中的重要性。之前有关HAT特异性抑制剂抗弓形虫的作用鲜见报道。但近期有研究证实，小分子抑制剂L-Moses不但可以靶向阻断TgGCN5-B溴区结构域与乙酰化修饰的组蛋白结合，也可显著抑制速殖子增殖（Hanquier等，2020）。鉴于弓形虫GCN5和MYST的独特特性及在其生存中的重要作用，努力发现更多干扰HAT活性的小分子抑制剂也将是今后一个重要的研究方向。
目前，已发现的组蛋白修饰至少有9种不同的类型，其中研究得较多的是乙酰化、甲基化、磷酸化和泛素化，而有些组蛋白修饰则是最近才发现的，比如N-乙酰葡萄糖胺糖基化、瓜氨酸化、巴豆酰化和异构化等，还有待作深入研究。这些修饰都是通过一组特定的酶将修饰基团添加到组蛋白氨基酸残基上或从组蛋白氨基酸残基上去除。
组蛋白磷酸化是细胞分裂、转录调控和DNA损伤修复过程中染色体浓缩的关键步骤。不同于组蛋白的乙酰化和甲基化，组蛋白磷酸化建立了其他组蛋白修饰之间的相互作用，并充当效应蛋白的平台。它发生在所有核心组蛋白上，并且对每一个核心组蛋白都有不同的作用。组蛋白H3在丝氨酸上的磷酸化，以及组蛋白H2A在T120上的磷酸化参与了染色质浓缩以及有丝分裂过程中染色质结构和功能的调节。这些是细胞生长和发育的重要标志，在真核生物中得以保留。作为DNA损伤修复蛋白的招募点，S139处H2AX的磷酸化（产生γH2AX）是DNA双链断裂后较早发生的。正如在其他物种中观察到的，TgH2AX的磷酸化与弓形虫的DNA损伤反应有关。使用DNA损伤剂MMS（甲磺酸甲酯）或H 2 O 2 对抗弓形虫可导致TgH2AX磷酸化水平升高，这可以通过单克隆抗体免疫印迹法检测到（Dalmasso等，2009）。这些研究表明，磷酸化的TgH2AX可以作为DNA损伤的染色质生物标志物。H3S10的磷酸化在弓形虫中也有报道，H4K20的单甲基化在有丝分裂时达到峰值（Sautel等，2007）。H3S10磷酸化的功能被认为与一些原生动物染色体浓缩有关。目前对H2B磷酸化的研究还不够深入，但发现H2B磷酸化可促进凋亡相关的染色质浓缩、DNA断裂和细胞死亡。所有组蛋白核心蛋白都可以被泛素化，但H2A和H2B是最常见的，也是细胞核中泛素化程度最高的两种蛋白。组蛋白泛素化在DNA损伤反应中起核心作用。在DNA双链断裂位点发现了组蛋白H2A、H2B和H2AX的单泛素化。最常见的形式是H2A上K119和H2B上K123（酵母）/K120（脊椎动物）的单泛素化。H2A单泛素化与基因沉默有关，而H2B与转录激活有关。多聚泛素化较少见，但在DNA修复中也很重要。H2A和H2AX在K63上的多聚泛素化为DNA修复蛋白（如RAP80）提供了一个识别位点。在弓形虫中，组蛋白磷酸化、ADP-核糖体化和泛素化的作用研究较少。有文献报道，弓形虫拥有两个与组蛋白激酶Snf1非常相似的预测蛋白。弓形虫可能还拥有包含PARP和PARG结构域的蛋白质，这些结构域分别是ADP-核糖亚基的添加或移除所必需的（Dixon等，2010）。该生物中也不乏泛素偶联酶，包括Ubc9，它通过H4的类泛素化参与基因抑制。在弓形虫中发现了一种小的泛素类修饰物（SUMO）-偶联系统（Braun等，2009），并且在疟原虫H2A和H2AZ上报道了类泛素化。虽然弓形虫组蛋白的类泛素化可以通过免疫印迹检测，但确切的修饰残基尚未明确。
在微生物体内，丙二酰CoA是由乙酰CoA在乙酰CoA羧化酶（Acc）的作用下催化生成，这是脂肪酸合成的第一步。所以，丙二酰CoA有着沟通脂肪酸合成与糖代谢途径的重要作用。赖氨酸丙二酰化修饰受其末端羧基的影响，在生理状态下保持着电负性，这表明丙二酰化修饰和乙酰化修饰在功能上还是存在着较大的差异。在真核生物去酰基化系统中，SIRT5负责去赖氨酸的丙二酰化修饰，这与一种酸性赖氨酸酰基化修饰，即赖氨酸琥珀酰化一致。GCN5能够催化组蛋白的琥珀酰化修饰，它在启动子区的组蛋白H3上共定位后，通过催化α-酮戊二酸生成的琥珀酰辅酶A在GCN5处富集，从而促进在组蛋白H3K79位点上的琥珀酰化修饰，导致细胞增殖和肿瘤的发生。在生物体内，糖类一般并不单独存在，而是连接在蛋白质或脂类分子上分别构成糖蛋白和糖脂，其中以己糖最为多见，包括葡萄糖半乳糖和甘露糖以及它们的一些简单修饰形式，如葡萄糖的α-羟基被酰化氨基取代生成N-乙酰葡糖胺。组蛋白巴豆酰化修饰是一种新发现的酰化修饰，于基因表达具有重要意义。近些年在巴豆酰化修饰生化相关研究取得了突破性进展，尤其在其生理功能和遗传领域逐渐受到关注。许多新的组蛋白修饰包括丙酰化，糖基化和琥珀酰化等的未知功能已被报道。这些修饰也存在于弓形虫的组蛋白上，基于对其他生物的推测，这些组蛋白修饰可能提供了一种机制，通过这种机制可以感知代谢的变化，并可以影响表观遗传基因调控。
综上所述，现有研究结合完整基因组的生物信息学分析表明，弓形虫具有大多数已知的组蛋白修饰。大量染色质重塑机制提示，组蛋白修饰和表观遗传学可能在寄生虫生活史过程中起到重要作用。这些观察结果表明了真核细胞演化过程中表观遗传学的古老性，并显示这些修饰已沿着寄生虫特异性的轨迹演化。