孫前文實(shí)驗(yàn)室在The Plant Journal發(fā)文報(bào)道擬南芥內(nèi)含子中異染色質(zhì)抑制轉(zhuǎn)錄起始的重要機(jī)制
2019年10月24日，清華大學(xué)生命學(xué)院孫前文實(shí)驗(yàn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)座子介導(dǎo)形成的異染色質(zhì)可以抑制非正常的轉(zhuǎn)錄起始從而調(diào)控宿主基因的表達(dá)，并闡明相應(yīng)的分子機(jī)制。
真核生物基因組中的轉(zhuǎn)座子在調(diào)控染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)等方面發(fā)揮著重要的作用，但對(duì)于基因內(nèi)含子中的轉(zhuǎn)座子如何調(diào)控宿主基因的表達(dá)尚不完全清楚。通過正向遺傳篩選，孫前文實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)當(dāng)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(zhuǎn)錄起始非正常發(fā)生于第一個(gè)內(nèi)含子中的轉(zhuǎn)座子區(qū)，導(dǎo)致開花提前。進(jìn)一步的分析表明，RNA Pol IV和Pol V在FLC第一個(gè)內(nèi)含子中的轉(zhuǎn)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(shí)別此區(qū)域中隱藏的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)。結(jié)合植物全基因組原位延伸轉(zhuǎn)錄本測(cè)序（pNET-seq, plant native elongating transcript sequencing）結(jié)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(duì)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(dá)以及相關(guān)分子機(jī)制有重要幫助，拓寬了我們對(duì)真核生物基因內(nèi)部異染色質(zhì)生物學(xué)功能的認(rèn)識(shí)。
清華大學(xué)生命學(xué)院博士研究生周勁聰、首都師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院劉良玉副教授為本文共同第一作者，清華大學(xué)生命學(xué)院孫前文研究員為本文的通訊作者，孫前文實(shí)驗(yàn)室的博士研究生李沁和李寬，博士后徐煒以及海南大學(xué)汪志偉教授在材料準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)分析等方面做出了重要貢獻(xiàn)。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃以及生命科學(xué)聯(lián)合中心等經(jīng)費(fèi)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(zhuǎn)錄起始的分子機(jī)制
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.14584
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