2025年8月12日,复旦大学生命科学学院苏伟副研究员与董爱武教授团队在New Phytologist期刊在线发表了题为“ELF6 mutation suppresses the dwarf phenotype of Arabidopsis ino80 mutant by modulating cell cycle progression”的研究论文,揭示了ELF6作为INO80的上游调控因子,通过调控细胞周期相关基因的染色质状态和表达水平,有效回复了INO80缺失所导致的生长缺陷,为深入理解植物表观遗传调控机制提供了新的视角。
作为染色质重塑复合物INO80的核心组分,INO80蛋白在进化过程中高度保守,广泛参与真核生物DNA复制、修复以及基因转录等多种关键生物学过程。目前,有关INO80及其复合物成员已有较多研究,但其上游调控因子却知之甚少。在动物中,INO80功能缺失往往导致胚胎致死等严重的生长发育障碍,限制了对其遗传调控机制的深入研究。拟南芥ino80突变体尽管展现生长迟缓、植株矮化等多效表型,但可以存活且可育,为通过正向遗传学筛选INO80上游调控因子提供了可能。本研究在ino80突变体背景下进行EMS诱变筛选,成功发现组蛋白去甲基化酶EARLY FLOWERING 6(ELF6)蛋白第126位甘氨酸错义突变(G126E)后,可有效回复INO80缺失导致的表型缺陷。
转录组分析发现ino80突变体的表型回复依赖于细胞周期调控进程。ELF6 G126E突变在INO80缺失背景下可促进细胞周期相关基因的正常表达,并伴随H2A.Z富集水平的恢复,从而调节细胞大小和DNA倍性。ChIP-seq和ChIP-qPCR分析显示:ELF6与INO80均富集于细胞周期基因的转录起始位点(TSS)区域。ELF6 G126E突变增强了其对染色质的结合能力,同时减少了INO80在TSS区域的结合,提示二者在调控细胞周期基因表达过程中存在竞争性关系。蛋白质稳定性分析发现,ELF6 G126E突变蛋白相较于野生型具有更高的稳定性。
苏伟副研究员与董爱武教授团队的博士研究生王帆和张凌豪为该论文的共同第一作者,苏伟副研究员与董爱武教授为通讯作者。上述研究得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划项目的资助。
全文链接:https://doi.org/10.1111/nph.70408
a. ELF6 G126E错义突变有效回复ino80突变体发育迟缓的表型
b. ELF6与INO80结合细胞周期相关基因,共同调控基因转录