The Plant Cell刊发并评论董爱武实验室和麻锦彪实验室的合作研究:表观遗传调控植物根细胞分化的分子机制
发布时间:2017-03-17  阅读次数:2

     2017年3月15日,国际植物学著名期刊《The Plant Cell》刊登董爱武教授和麻锦彪教授的合作研究:The Histone Chaperone NRP1 Interacts with WEREWOLF to Activate GLABRA2 in Arabidopsis Root Hair Development(DOI: 10.1105/tpc.16.00719)。该工作揭示了组蛋白分子伴侣通过与特定转录因子相互作用调控多细胞生物发育过程中细胞分化的分子机制。《The Plant Cell》编辑Jennifer Mach撰文评论:该研究从分子、细胞、遗传等多个层面揭示了转录因子WER通过招募组蛋白分子伴侣NRP1促进下游基因GL2转录的分子机制,阐明了在细胞分化过程中,关键的转录因子可以将组蛋白分子伴侣招募到特定靶基因,改变相关区域的染色质结构,促进基因转录,进而影响细胞命运的决定。(A Histone Chaperone and a Specific Transcription Factor Modulate GLABRA2 Expression in Root Hair Development, DOI: 10.1105/tpc.17.00131)

 

       模式植物拟南芥的根表皮细胞可分化为根毛细胞和非根毛细胞,该细胞分化过程由关键的负调控基因GL2及其上游转录因子WER调控。简单而言,如果根表皮细胞表达GL2,细胞分化为非根毛细胞;反之,如果WERGL2不表达,根表皮细胞就分化为根毛细胞。

       真核生物DNA的复制、转录与修复一直伴随着核小体的组装/去组装过程,该过程需要组蛋白分子伴侣的帮助。NAP1(Nucleosome Assembly Protein 1)是真核生物中保守存在的一类组蛋白分子伴侣。团队之前的研究发现:在NAP1家族成员NRP1/NRP2功能缺失的突变体中,GL2基因的表达量下降,异位的根毛细胞增多,相关工作在2006年发表于《The Plant Cell》杂志(DOI: 10.1105/tpc.106.046490),然而具体的分子机制并不清楚。

       后续的研究发现:组蛋白分子伴侣NRP1与转录因子WER可以发生直接的蛋白-蛋白相互作用,NRP1被WER招募到GL2基因的启动子区域并发挥分子伴侣活性移除组蛋白,促进GL2基因的转录激活。麻锦彪教授团队解析了NRP1的晶体结构,发现NRP1以二聚体形式存在。两个团队合作证明了NRP1蛋白N端ɑ-螺旋和C端酸性区对NRP1结合组蛋白和转录因子WER以及发挥体内功能均具有重要作用;NRP1通过结合组蛋白解除核小体结构对转录因子与靶基因结合的抑制,促进WER结合GL2启动子,进而激活基因转录。

       朱炎副教授、博士研究生荣亮和罗强为文章的共同第一作者。该研究得到了国家重大科学研究计划、自然科学基金委、复旦大学遗传工程国家重点实验室、遗传与发育协同创新中心的资助和支持。

 

全文链接:

http://www.plantcell.org/content/29/2/260.long

 

《The Plant Cell》编辑Jennifer Mach评论链接:

http://www.plantcell.org/content/29/2/197.long

 

文章作者介绍链接:

http://www.plantcell.org/content/29/2/260/suppl/DC2

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