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中國科大破譯植物組蛋白特有修飾位點(diǎn)調(diào)節(jié)擬南芥開花時間

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中國科大破譯植物組蛋白特有修飾位點(diǎn)調(diào)節(jié)擬南芥開花時間

摘要: 　　中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院及中國科學(xué)院分子卓越中心教授丁勇課題組，發(fā)現(xiàn)植物組蛋白H2A第95絲氨酸磷酸化修飾位點(diǎn)，該位點(diǎn)系植物特有的位點(diǎn)，經(jīng)磷酸化的95絲氨酸，能夠調(diào)節(jié)擬南芥的開花時間，以及組蛋白變化H ...

　　中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院及中國科學(xué)院分子卓越中心教授丁勇課題組，發(fā)現(xiàn)植物組蛋白H2A第95絲氨酸磷酸化修飾位點(diǎn)，該位點(diǎn)系植物特有的位點(diǎn)，經(jīng)磷酸化的95絲氨酸，能夠調(diào)節(jié)擬南芥的開花時間，以及組蛋白變化H2A.Z的富集。相關(guān)結(jié)果以Phosphorylation of histone H2A serine 95: a plant-specific mark involved in flowering time regulation and H2A.Z deposition 為題目，發(fā)表于8月8日的植物細(xì)胞（The Plant Cell）雜志上。
　　組蛋白包含著生命個體生長、發(fā)育的信息，這些信息通過組蛋白上的不同修飾位點(diǎn)以及不同組蛋白變體來完成功能。與動物不同，植物的個體生命始于一粒種子，處于未分化的狀態(tài)。如果組蛋白修飾包含了生物發(fā)育過程的信息，那么動、植物中或許存在組蛋白上特異的修飾位點(diǎn)，并調(diào)控著各自特有的生長發(fā)育進(jìn)程。學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)擬南芥的磷酸激酶MUT9P-LIKE-KINASE (MLK4)能夠磷酸化組蛋白H2A第95位絲氨酸，該絲氨酸位點(diǎn)僅存在于局部藻類以及陸生植物的苔蘚、蕨類、祼子植物和被子植物中，而在酵母、果蠅或哺乳動物（人、小鼠）中沒有發(fā)現(xiàn)該位點(diǎn)，表明是植物中特異的組蛋白位點(diǎn)。
　　在長日照的情況下，功能缺失的mlk4突變體具有晚花的表型；而在短日照的情況下，沒有明顯的表型，表明MLK4參與了光周期途徑。學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)：MLK4能與MYB類轉(zhuǎn)錄因子CIRCADIAN CLOCK ASSOCIATED 1 (CCA1)相互作用，CCA1可以將MLK4直接帶至GIGANTEA (GI)基因上，完成組蛋白H2A的95磷酸化，并且MLK4能促進(jìn)GI的表達(dá)水平。經(jīng)點(diǎn)突變的MLK4失去激酶活性，則不能互補(bǔ)mlk4突變體晚花的表型，表明組蛋白H2A的95磷酸化能夠促進(jìn)擬南芥的開花時間，以及世代交替過程。
　　在動物細(xì)胞中，H2A的磷酸多與DNA 的損傷相關(guān)，而擬南芥H2A的95磷酸化能夠促進(jìn)基因的表達(dá)水平，有著與動物細(xì)胞H2A磷酸不同的功能。為了解析H2A的95磷酸化與基因轉(zhuǎn)錄之間的關(guān)系，進(jìn)一步學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)：MLK4與染色質(zhì)重塑復(fù)合體Swi2/Snf2-related ATPase (SWR1) 和 NuA4的共有亞基YAF9a形成復(fù)合體，功能缺失的mlk4通過減少組蛋白H2A.Z和H4的乙�；剑瑏頊p少GI基因的轉(zhuǎn)錄水平。該學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)了植物中特有的組蛋白H2A修飾位點(diǎn)及其功能，為組蛋白修飾如何調(diào)控植物開花時間和組蛋白變體間的轉(zhuǎn)換提供了一個范例。
　　丁勇課題組的四年級碩博學(xué)習(xí)生蘇艷華為該工作的第一作者，其它作者還有同課題組的王世亮、張飛等。該項(xiàng)學(xué)習(xí)在國家自然基金、中組部“青年千人計劃”、中科院分子植物先導(dǎo)（B類）和中國科大微尺度國家實(shí)驗(yàn)室共同資助下完成。



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