孫前文實驗室在The Plant Journal發(fā)文報道擬南芥內(nèi)含子中異染色質(zhì)抑制轉錄起始的重要機制
2019年10月24日，清華大學生命學院孫前文實驗室在The Plant Journal在線發(fā)表題為“擬南芥中內(nèi)含子異染色質(zhì)抑制轉錄起始(Intronic heterochromatin prevents cryptic transcription initiation in Arabidopsis)”的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)植物基因組內(nèi)含子中轉座子介導形成的異染色質(zhì)可以抑制非正常的轉錄起始從而調(diào)控宿主基因的表達，并闡明相應的分子機制。
真核生物基因組中的轉座子在調(diào)控染色質(zhì)結構、基因表達等方面發(fā)揮著重要的作用，但對于基因內(nèi)含子中的轉座子如何調(diào)控宿主基因的表達尚不完全清楚。通過正向遺傳篩選，孫前文實驗室發(fā)現(xiàn)當突變擬南芥生態(tài)型Ler中的RNA聚合酶（RNA Pol IV和Pol V）后，能引起開花抑制基因FLC 轉錄起始非正常發(fā)生于第一個內(nèi)含子中的轉座子區(qū)，導致開花提前。進一步的分析表明，RNA Pol IV和Pol V在FLC第一個內(nèi)含子中的轉座子區(qū)建立DNA甲基化及組蛋白H3K9甲基化并形成異染色質(zhì)區(qū)，從而抑制RNA Pol II識別此區(qū)域中隱藏的轉錄起始位點。結合植物全基因組原位延伸轉錄本測序（pNET-seq, plant native elongating transcript sequencing）結果分析發(fā)現(xiàn)，這一現(xiàn)象發(fā)生于RNA Pol V所覆蓋的50%內(nèi)含子異染色質(zhì)中。本研究對理解基因內(nèi)含子中的異染色質(zhì)區(qū)在調(diào)節(jié)宿主基因表達以及相關分子機制有重要幫助，拓寬了我們對真核生物基因內(nèi)部異染色質(zhì)生物學功能的認識。
清華大學生命學院博士研究生周勁聰、首都師范大學生命科學學院劉良玉副教授為本文共同第一作者，清華大學生命學院孫前文研究員為本文的通訊作者，孫前文實驗室的博士研究生李沁和李寬，博士后徐煒以及海南大學汪志偉教授在材料準備、數(shù)據(jù)分析等方面做出了重要貢獻。該工作得到國家自然科學基金委、科技部國家重點研發(fā)計劃以及生命科學聯(lián)合中心等經(jīng)費的支持。
擬南芥內(nèi)含子中異染色質(zhì)抑制FLC基因非正常轉錄起始的分子機制
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.14584
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