拟南芥组蛋白甲基转移酶SDG25和组蛋白分子伴侣NAP1的功能研究

【摘要】SET-结构域蛋白被认为普遍具有组蛋白甲基转移酶的活性。拟南芥SET-结构域蛋白SDG25被归类为Trithorax家族。酶活实验表明,体外表达的重组SDG25蛋白能够甲基化寡聚核小体上的组蛋白H3。T-DNA插入突变体sdg25-1具有早花表型。Western-blot和ChIP实验表明SDG25通过特异性调节FLC基因区域H3K36二甲基化水平从而调控FLC转录并参与植物开花时间的调控。组蛋白分子伴侣介导核小体组装去组装,在染色质重塑和表观遗传调控过程中发挥重要作用。组蛋白分子伴侣在酵母,动物和植物中都保守存在并可分为H3-H4的分子伴侣和H2A-H2B的分子伴侣。核小体组装蛋白1(NAP1)是组蛋白H2A-H2B的分子伴侣。拟南芥中有6个基因隶属NAP1家族,根据进化树分析又可分成两个亚组：NAP1亚组(AtNAP1:1-AtNAP1;4)和NRP亚组(AtNRP1,AtNRP2)。AtNAP1:4只在根的伸长区和花粉中特异性表达。另外三个全局性表达的NAP1亚组基因的缺失突变体m123-1和m123-2在实验室的标准生长条件下未发现异常表型但对UV-C的处理相对野生型更加敏感。ChIP实验表明NAP1蛋白可以直接结合到核苷酸切除修复途径基因(如AtCEN1,AtCEN2,AtXPB1)的启动子区和／或外显子区从而调节这些基因的转录。体外损伤修复实验表明突变体总蛋白的修复效率明显低于野生型。此外,我们发现在m3-2突变体中表达了一个相对AtNAP1:3末端缺失了34个氨基酸的截短蛋白,AtNAP1:3T。我们研究结果表明AtNAP1:3T是植物脱落酸应答途径的负调控因子并且对揭示三突变m123-1和m123-2对脱落酸和盐胁迫处理的差异性提供了重要信息。m123-1和m123-2三突变体对诱导DNA双链断裂的基因毒试剂博来霉素的处理相对野生型更加敏感。同源重组修复是真核生物应对DNA双链损伤的重要途径之一。向AtNAP1/NRP突变体中导入GUS基因构建的重组分子标记,我们发现无论在正常生长条件或不同的胁迫处理条件下双突变nrp1-1nrp2-1和三突变m123-1,m123-2同源重组频率皆明显低于野生型。而nrp1-1nrp2-11fas2–4三突变体的同源重组频率与nrp1-1nrp2-湘似,表明CAF-1在同源重组途径发挥的功能依赖于AtNRP。虽然AtNAP1参与HR的机制尚不明确,但是作为保守的H2A-H2B的分子伴侣,AtNAP1可能参与DNA损伤修复过程中的核小体组装／去组装。
【作者】高娟；
【导师】董爱武；
【作者基本信息】复旦大学，生物化学与分子生物学，2012，博士
【关键词】拟南芥；组蛋白甲基化；核小体组装；组蛋白分子伴侣；DNA损伤修复；同源重组；

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