组蛋白分子伴侣NRP调控植物细胞分裂和根发育的机理研究

染色质的结构影响基因转录、DNA复制、DNA修复等基本生命活动。真核生物中保守存在的组蛋白分子伴侣NAP1（核小体组装蛋白1）参与组蛋白H2A/H2B在染色质上的组装。动、植物中还保守存在一类与NAP1亲缘关系较近的蛋白质，称作NRP（NAP1相关蛋白）。动物NRP具有多种重要功能，而有关植物NRP的研究还很少，目前只有两篇报道。我们的研究发现，拟南芥基因组中存在两个NRP基因NRP1和NRP2，单独敲除NRP1或NRP2，植物没有任何可观察到的表型；如果同时敲除NRP1和NRP2，拟南芥表现部分根尖细胞的分裂异常以及根的生长受到抑制。本项目旨在利用分子生物学、生物化学和细胞生物学等技术分析模式植物拟南芥NRP调控细胞分裂及根发育的分子机制。

染色质的结构影响基因转录、DNA 复制、DNA 修复等基本生命活动。真核生物中保守存在的组蛋白分子伴侣核小体组装蛋白1（NAP1）参与组蛋白H2A/H2B在染色质上的组装。动、植物中还保守存在一类与NAP1亲缘关系较近的蛋白质，称作NAP1相关蛋白（NRP）。我们已发表的研究表明，拟南芥基因组中存在编码NRP1和NRP2的两个基因，单独敲除NRP1或NRP2，植物没有任何可观察的表型改变；如果同时敲除NRP1和NRP2，拟南芥表现部分根尖细胞的分裂异常以及根的生长受到抑制。本项目的研究发现：通过染色质免疫共沉淀-测序分析，发现NRP1可富集于100多个基因的染色质；利用酵母双杂交和Pull-down结合蛋白质测序技术，发现了一批NRP1结合蛋白，其中包括调控拟南芥根毛细胞发育的转录因子WER，NRP1可以结合GL2基因的启动子区域，与转录因子WER在GL2基因上的结合区域相同，而且NRP1与GL2基因的结合依赖于WER的存在，表明NRP1可以与WER形成蛋白质复合体调控GL2基因的表达；拟南芥中敲除NAP1或是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，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，证明了NAP1家族（包括NAP1和NRP亚家族）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。