清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院戚益軍研究組在《植物細(xì)胞》期刊（The Plant Cell）發(fā)表論文報(bào)道擬南芥MINIYO（IYO）和QUATRE-QUART 2（QQT2）在RNA聚合酶Pol II, Pol IV和Pol V的組裝過程中的重要作用
2018年1月21日，清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院和植物生物學(xué)研究中心戚益軍研究組在《The Plant Cell》雜志在線發(fā)表題為《擬南芥MINIYO和QUATRE-QUART 2在RNA聚合酶Pol II, Pol IV和Pol V的組裝中的作用》（A Role for MINIYO and QUATRE-QUART 2 in the Assembly of RNA Polymerases II, IV and V in Arabidopsis）的研究論文，報(bào)道了擬南芥IYO和QQT２在RNA聚合酶Pol II, Pol IV和Pol V組裝中的作用機(jī)制。
DNA甲基化是一種重要的表觀遺傳學(xué)修飾。在植物中，DNA甲基化發(fā)生于CG，CHG和CHH序列。DNA甲基化在這些序列的建立都依賴于一條RNA介導(dǎo)的DNA甲基化(RNA-directed DNA methylation，RdDM)途徑。RNA聚合酶Pol IV和Pol V在RdDM途徑中分別負(fù)責(zé)產(chǎn)生小干擾RNA（small interfering RNAs，siRNAs）和長(zhǎng)非編碼RNA（Long Intergenic Noncoding RNAs， IGN RNAs）。siRNA和AGO4結(jié)合并與IGN RNA互補(bǔ)配對(duì)，招募甲基轉(zhuǎn)移酶DRM2（Domain Rearranged Methyltransferase 2）至靶標(biāo)位點(diǎn)建立DNA甲基化。Pol IV和Pol V由Pol II進(jìn)化而來，Pol IV和Pol V的亞基數(shù)目及構(gòu)成與Pol II類似。人和酵母中Pol II的組裝起始于RPB3/RPB11二聚體的形成，RPB10 and RPB12結(jié)合RPB3/RPB11二聚體形成RPB3組件，之后RPB2和RPB１組件形成，這三個(gè)組件在細(xì)胞質(zhì)中結(jié)合形成全酶，最后被運(yùn)入細(xì)胞核。植物中Pol II, Pol IV和Pol V的組裝機(jī)制尚不清楚。
戚益軍課題組通過正向遺傳學(xué)篩選，獲得了IYO，QQT2和NUCLEAR RNA POLYMERASE B11/D11/E11(NRPB/D/E11)的突變體。在這三個(gè)突變體中，siRNA，IGN RNA和DNA甲基化水平均有顯著下降。通過免疫共沉淀和定量質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在iyo和qqt2突變體中，Pol V不能有效組裝。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，IYO和QQT2與NRPE3組件互作并在NRPE3組件形成之后發(fā)揮功能，它們很可能起到連接NRPE3和NRPE2組件的作用。該研究還發(fā)現(xiàn)IYO和QQT2直接結(jié)合，并在與NRPE3組件互作時(shí)相互依賴對(duì)方。最后，該研究發(fā)現(xiàn)IYO和QQT2在Pol II和Pol IV的組裝中也起重要作用。該研究首次報(bào)道了兩個(gè)參與植物RNA聚合酶Pol II, Pol IV和Pol V組裝的新因子，并揭示了Pol II, Pol IV和Pol V的組裝機(jī)制。
清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士李瑤曦、袁宇翔和博士后方曉峰為本文共同第一作者，戚益軍為通訊作者。該研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金委和清華－北大生命科學(xué)聯(lián)合中心資助。
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http://www.plantcell.org/content/early/2018/01/18/tpc.17.00380
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