生命中心PI孙前文实验室在The Plant Journal发文报道拟南芥内含子中异染色...

生命中心PI孙前文实验室在The Plant Journal发文报道拟南芥内含子中异染色质抑制转录起始的重要机制

2019年10月24日，生命中心PI、清华大学生命学院孙前文实验室在The Plant Journal在线发表题为“拟南芥中内含子异染色质抑制转录起始(Intronic heterochromatin prevents cryptic transcription initiation in Arabidopsis)”的研究论文。该研究发现植物基因组内含子中转座子介导形成的异染色质可以抑制非正常的转录起始从而调控宿主基因的表达，并阐明相应的分子机制。

真核生物基因组中的转座子在调控染色质结构、基因表达等方面发挥着重要的作用，但对于基因内含子中的转座子如何调控宿主基因的表达尚不完全清楚。通过正向遗传筛选，孙前文实验室发现当突变拟南芥生态型Ler中的RNA聚合酶（RNA Pol IV和Pol V）后，能引起开花抑制基因FLC 转录起始非正常发生于第一个内含子中的转座子区，导致开花提前。进一步的分析表明，RNA Pol IV和Pol V在FLC第一个内含子中的转座子区建立DNA甲基化及组蛋白H3K9甲基化并形成异染色质区，从而抑制RNA Pol II识别此区域中隐藏的转录起始位点。结合植物全基因组原位延伸转录本测序（pNET-seq, plant native elongating transcript sequencing）结果分析发现，这一现象发生于RNA Pol V所覆盖的50%内含子异染色质中。本研究对理解基因内含子中的异染色质区在调节宿主基因表达以及相关分子机制有重要帮助，拓宽了我们对真核生物基因内部异染色质生物学功能的认识。

清华大学生命学院博士研究生周劲聪、首都师范大学生命科学学院刘良玉副教授为本文共同第一作者，生命中心PI、清华大学生命学院孙前文研究员为本文的通讯作者，孙前文实验室的博士研究生李沁和李宽，清华-北大生命科学联合中心博士后徐炜以及海南大学汪志伟教授在材料准备、数据分析等方面做出了重要贡献。该工作得到国家自然科学基金委、科技部国家重点研发计划以及生命科学联合中心等经费的支持。

图：拟南芥内含子中异染色质抑制FLC基因非正常转录起始的分子机制

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.14584

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