植物葉片發(fā)育遺傳調(diào)控研究獲進(jìn)展
修竹
組蛋白去乙?;福℉DAC)在染色體的結(jié)構(gòu)修飾和基因表達(dá)調(diào)控中發(fā)揮著重要的作用。
HDAC通過去乙?;饔靡瞥诵慕M蛋白N-末端的乙?;?,增加DNA與組蛋白之間的引力,使松弛的核小體變得十分緊密,從而抑制基因轉(zhuǎn)錄的起始與表達(dá)。研究表明,HDAC在植物生長發(fā)育過程中發(fā)揮重要調(diào)控作用。ASYMMETRIC LEAVES 1 (AS1) 作為一類MYB型轉(zhuǎn)錄抑制因子,通過調(diào)控KNOX基因的表達(dá)影響植物葉片發(fā)育,但是其分子機(jī)制還不清楚。
中科院華南植物園植物表觀遺傳學(xué)研究組羅鳴博士等科研人員綜合利用分子生物學(xué)、生物化學(xué)和表觀遺傳學(xué)等手段,深入研究了表觀遺傳因子HDAC參與植物生長發(fā)育的分子機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn),RPD3型組蛋白去乙?;窰DA6的突變體axe1-5的葉片表現(xiàn)出鋸齒和卷曲的現(xiàn)象,該表型與AS1和AS2的突變體(as1-1和as2-1)類似,它們的雙突變體表現(xiàn)出更加明顯的表型(圖一)。
進(jìn)一步通過雙分子熒光互補(bǔ)技術(shù),體外pull-down及免疫共沉淀等技術(shù)研究發(fā)現(xiàn),HDA6可以與AS1、AS2在體內(nèi)和體外相互作用(圖二)。最后,研究證實(shí)HDA6與AS1和AS2形成一個蛋白質(zhì)復(fù)合體,通過組蛋白去乙酰化修飾調(diào)控與葉片發(fā)育相關(guān)靶基因KNAT1、KNAT2和KNATM的表達(dá),進(jìn)而調(diào)控植物葉片的發(fā)育。
該研究成果為闡明植物葉片發(fā)育的表觀遺傳調(diào)控機(jī)理提供了重要的理論基礎(chǔ)。