《PLOS Genetics》刊发董爱武实验室组蛋白甲基化修饰识别蛋白的功能研究

发布时间:2014-10-08浏览次数:2128

著名遗传学杂志《PLOS Genetics911日在线发表了mg4355娱乐线路检测官网董爱武实验室和国家蛋白质科学中心(上海)黄旲实验室的合作研究,该研究的发现揭示了一种全新的染色质调控机制,即H3K4/H3K36甲基化修饰、甲基化修饰阅读蛋白MRG1/2和转录调控因子CO相互作用,共同参与光周期途径调控的开花过程。

 

开花是植物从营养生长转向生殖生长的关键步骤,受到一系列内部和外部因子的调控,其中光周期途径是自然条件下控制植物开花的主要途径。拟南芥中,光周期途径的核心基因是CONSTANS (CO) FLOWERLOCUS T (FT),在长日照条件下转录因子CO 激活成花素基因FT的表达,促进植物开花。近期的研究发现,FT染色质上的表观遗传修饰在调控FT转录中发挥重要作用,然而尚未有报道阐明CO与这些表观遗传调控因子的直接联系。组蛋白甲基化修饰是一类重要的表观遗传修饰,相应的识别蛋白负责传递其承载的信息,植物中已发现了组蛋白H3K4H3K27甲基化修饰识别蛋白,但还未获得H3K36甲基化修饰识别蛋白。该研究分离鉴定了拟南芥MRG (Morf Related Gene) 家族的两个成员MRG1MRG2,它们既能够特异结合H3K4me3H3K36me3修饰,也与CO存在直接的相互作用,共同促进FT基因的表达。mrg1 mrg2双突变仅在长日照下呈现晚花表型,且突变体中FT基因的表达下调,而COmRNA和蛋白质水平均没有变化。MRG2能够结合在FT基因的启动子区域,且这种结合同时依赖H3K4/H3K36甲基化修饰和CO的存在;另外MRG1/2的缺失也会影响COFT启动子上的富集。复合物结晶结构显示:MRG2 chromodomain中的5个芳香族氨基酸形成的笼状结构负责结合H3K4me3/H3K36me3,而且chromodomain中关键氨基酸的点突变导致MRG2同时丧失了体外结合甲基化修饰和体内促进开花的功能,表明MRG蛋白识别组蛋白甲基化修饰的能力对其生物学功能至关重要。

 

Bu Z, Yu Y, Li Z,Liu Y, Jiang W, Huang Y, Dong A. (2014) Regulation of Arabidopsis flowering bythe histone mark readers MRG1/2 via interaction with CONSTANS to modulate FTexpression. PLoS Genet. 10(9):e1004617. doi: 10.1371/journal.pgen.1004617.