染色质是构成染色体的一种独特的DNA和蛋白质复合体。特定的蛋白质(组蛋白)像小电缆卷筒一样缠绕DNA,以包装长DNA。具有卷曲DNA的电缆鼓(由四对组蛋白组成)被称为核小体,是染色质的最小单位
核基质被称为染色质的支持性支架,自20世纪70年代被发现以来,它就引起了科学家的兴趣。虽然它在哺乳动物细胞中的存在得到了认可,但它在植物细胞核中的意义仍然难以捉摸。国际研究小组现在解开了这个谜,揭示了核基质的组成以及核基质如何影响染色质状态和植物发育
该研究在拟南芥中鉴定了许多与核基质相关的蛋白质。其中包括众所周知的核基质蛋白,包括AtSUN1、AtSUN2和AHL22,以及新的参与者FRS7和FRS12。IPK独立研究小组“应用染色体生物学”负责人蒋华教授说:“这一发现扩展了我们对核基质分子组成的理解。”;它深入了解核基质及其相关蛋白在染色质调控中的功能。利用全基因组测序,研究人员首次确定了植物细胞核基质附着区域的全基因组分布
该研究的第一作者徐林浩说:“研究结果显示,人们更喜欢基因编码区的头部和尾部,主要与活跃的表观遗传标记和高表达基因有关,一些低表达基因也与核基质相连。”。这些发现提示了核基质在染色质和转录调控中的复合功能
此外,该研究揭示了AHL22与FRS7和FRS12合作,作为下胚轴伸长的中心调节因子,下胚轴延伸是植物幼苗胚胎轴的向上生长,发生在矮秆和根系出现之间。这个过程对植物的生长和存活至关重要。通过调节生长素信号通路所必需的基因的表达,AHL22作为染色质和表观遗传调控因子的导体发挥作用
“AHL22复合物协调基因与核基质的附着,募集组蛋白脱乙酰酶HDA15来修饰组蛋白乙酰化,”该研究的第一作者郑世伟说。“这将AHL22复合物定位为染色质区域和表观遗传学调节因子的中心枢纽,揭示了核基质功能的一个以前未知的方面。”
鉴于核基质是染色质和染色质状态对环境变化反应的关键调节器,探索核基质对条件应力的反应变得特别有趣
研究结果发表在《自然通讯》杂志上Provided by Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research
2024-09-15
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