沈文辉等揭示NAP1分子伴侣在植物体细胞同源重组中的功能

生物谷,2012-05-18

近日，国际著名杂志The Plant Cell在线刊登了复旦大学沈文辉实验室和董爱武实验室的合作研究成果“NAP1 Family Histone Chaperones Are Required for Somatic Homologous Recombination in Arabidopsis[C][W]，”，文章中，研究者揭示了，NAP1家族组蛋白分子伴侣在植物体细胞同源重组中具有重要功能。

同源重组（Homologous Recombination，HR）对于维持基因组稳定和变异至关重要，同源重组之前染色质需要释放出DNA，而同源重组之后染色质结构需要重新构建。研究发现拟南芥中敲除NAP1或是NAP1相关蛋白(NRP)亚家族成员都会造成植物在正常生长以及外界胁迫条件下同源重组频率的下降，这种现象与已报道的染色质组装因子(CAF-1)组蛋白分子伴侣缺失导致的重组频率升高现象相反。此外CAF-1缺失导致的高频率重组现象依赖于NRP1/NRP2，这种依赖在重组中特异，因为CAF-1缺失导致的端粒长度缩短的表型不依赖于NRP1/NRP2。对于DNA损伤、组蛋白H3K56乙酰化和DNA修复基因表达的研究支持了NAP1家族组蛋白分子伴侣通过核小体组装/去组装参与同源重组的论点，显示了不同组蛋白分子伴侣在维持基因组稳定性方面发挥不同的功能，首次证明了NAP1家族组蛋白分子伴侣在真核生物体细胞同源重组中具有重要作用。

沈文辉实验室和董爱武实验室多年合作研究植物组蛋白分子伴侣NAP1家族蛋白的功能，前期研究工作报道了NAP1与 NRP的功能差异，如发现植物NAP1蛋白可以在细胞质与细胞核之间穿梭且可以与微管蛋白及细胞周期蛋白B1相互作用参与细胞周期调控（Dong et al， Plant Physiology， 2005）； 缺失3个NAP1基因的突变体在正常生长条件下，没有表现出生长发育的异常，但对逆境环境的适应能力明显减弱， NAP1蛋白可以结合到DNA损伤修复相关基因AtCEN1， AtCEN2 和AtXPB的启动子区调节其表达，参与DNA的修复过程（Liu et al， The Plant Journal， 2009）；缺失2个NRP基因的突变体表现根的发育异常及染色质结构的稳定性下降，如沉默基因释放、对DNA损伤处理更为敏感等，NRP蛋白可以与调控根发育的PLT2，GL2以及异染色质区域的TSI等基因结合（Zhu et al， The Plant Cell， 2006）。目前在线发表的工作表明了NAP1与 NRP在植物体细胞同源重组中的作用相同。