拟南芥组蛋白H3乙酰化与H3K9甲基化修饰之交互作用在基因表达调控过程的机制研究

基本信息
批准号:31771423
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:吴克强
学科分类:
依托单位:中国科学院华南植物园
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨松光,程凯,杨萍,杨杰,王剑豪
关键词:
组蛋白乙酰化和甲基化修饰基因转录调控植物组蛋白修饰酶
结项摘要

In eukaryotic cells, histone posttranslational modifications (PTMs) can regulate chromatin structure directly and frequently act as binding sites for the recruitment of other non-histone proteins to chromatin, and there are many combinations of modifications that are either more likely to occur together, or are mutually exclusive, suggesting cross-talk between these marks. However, less is known about the cross-talk between different PTMs in plants. In this study, we found the interaction between the histone deacetylase HDA6 and histone H3K9 methyltransferase SUVHs in Arabidopsis, indicating that there is a cross-talk between histone deacetylation and H3K9 methylation. To better understand the mechanisms of this cross-talk, we will analyze the histone acetylation substrates of HDA6 in in vivo and vitro. In addition, how HDA6-mediated H3 deacetylation affects SUVHs-mediated H3K9 metylation and how this cross-talk regulates the target genes of HDA6 and SUVHs will also be investigated. This study will contribute to our understanding of molecular mechanisms underlying the cross-talk between different PTMs in plants and provide insights into epigenetic regulation in gene regulation in plants.

组蛋白翻译后修饰(post translational modifications, PTMs)往往通过不同的PTMs之间的cross-talk参与真核生物特异的生理过程。然而对植物PTMs之间的cross-talk的方式和作用机制并不清楚。本项目在发现拟南芥组蛋白去乙酰化酶HDA6与组蛋白H3K9甲基转移酶SUVHs相互作用的基础上拟开展如下研究:1)通过体内、外手段研究HDA6在组蛋白H3上的特异作用位点;2)研究HDA6介导的H3ac如何影响SUVHs介导的H3K9me修饰;3)H3ac与H3K9me修饰之间的cross-talk如何调控HDA6和SUVHs靶基因。通过上述研究,阐明HDA6介导的H3ac和SUVHs介导的H3K9me之间cross-talk如何调控基因转录以及作用机制。

项目摘要

组蛋白翻译后修饰(post translational modifications, PTMs)往往通过不同的PTM.s之间的cross-talk参与真核生物特异的生理过程。然而对植物PTMs之间的cross-talk的方式和作用机制并不清楚。本项目取得了如下研究结果:(1) HDA6与组蛋白甲基转移酶SUVH4、5和6相互作用,通过调控转座子组蛋白的乙酰化和H3K9me2水平共同调控转座子的表达。另外,质谱鉴定发现HDA6 S427和S429残基存在磷酸化修饰,该修饰对HDA6与SUVH5相互作用和HDA6的酶活性至关重要。(2) H3K9去甲基化酶JMJ28与FBH转录因子相互作用,通过去除抑制标记H3K9me2来激活CO。在fbh四突变体中,JMJ28在CO基因座上的占有率降低,表明JMJ28的结合依赖于FBH。此外,全基因组占用谱分析表明JMJ28与基因组的结合与FBH3的结合重叠,表明JMJ28和FBH3的功能关联。拟南芥JMJ28通过与FBH转录因子相互作用以从CO基因座中去除H3K9me2,从而起到CO激活剂的作用。(3) 染色质重塑ATP酶BRAHMA与GATA家族转录因子GNC相互作用,通过降低H3K4me3和增加拟南芥开花期间SOC1基因座的DNA甲基化水平直接抑制SOC1的表达。本项目所取的研究结果将为全面解析组蛋白各PTMs之间的cross-talk的分子机制奠定基础,同时在植物中首次系统开展组蛋白乙酰化和甲基化之间的cross-talk研究有利于拓展我们对基因表达表观遗传调节的认识。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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