朱健康《Cell》解析DNA甲基化

　　

生物通报道，加州大学河滨分校整合基因研究所植物科学中心，植物病例学中心，台湾台中国立中兴大学生物技术研究所，宁波大学科学与技术学院等处的研究人员在最新的一期《Cell》上发表DNA甲基化研究成果，An Effector of RNA-Directed DNA Methylation in Arabidopsis Is an ARGONAUTE 4- and RNA-Binding Protein。

 

在基因组中除了DNA和RNA序列以外，还有许多调控基因的信息，它们虽然本身不改变基因的序列，但是可以通过基因修饰，蛋白质与蛋白质、DNA和其它分子的相互作用，而影响和调节遗传的基因的功能和特性，并且通过细胞分裂和增殖周期影响遗传，这就是表观遗传学（epigenetics）。

 

在表观遗传学研究中，小分子RNAs（Short interfering RNAs，siRNAs）可以引导DNA甲基化，以及异染色质组蛋白修饰，导致序列特异性转录基因沉默。这一路径称为RNA介导的DNA甲基化路径（RNA-directed DNA methylation，简称RdDM）。

 

在本研究中，研究人员鉴定了一个RdDM的效应器（RdDM effector），KTF1。KTF1发生功能性丧失的突变会导致DNA甲基化程度变小，并释放出沉默RdDM转座子的siRNA，促进沉默RdDM路径。KTF1与转录延伸因子（transcription elongation factor）SPT5相似，其C端富含GWWG重复序列。

 

KTF1与ARGONAUTE4（AGO4）一起定位在核心位置，并与AGO4和RNA转录因子结合。

 

研究结果表明，KTF1是一个衔接蛋白，它同时链接AGO4和Pol V产生的转录因子网路，AGO4结合到siRNA，以上的分子结合在一起形成RdDM效应复合物。这种复合效应器的特征是具有双重的结合作用，同时结合AGO4和转录因子。

（生物通  小茜）

生物通推荐原文检索：An Effector of RNA-Directed DNA Methylation in Arabidopsis Is an ARGONAUTE 4- and RNA-Binding Protein

【Summary】

DNA methylation is a conserved epigenetic mark inplants and mammals. In Arabidopsis, DNA methylation can be triggered by small interfering RNAs (siRNAs) through an RNA-directed DNA methylation (RdDM) pathway. Here, we report the identification of an RdDM effector, KTF1. Loss-of-function mutations in KTF1 reduce DNA methylation and release the silencing of RdDM target loci without abolishing the siRNA triggers. KTF1 has similarity to the transcription elongation factor SPT5 and contains a C-terminal extension rich in GW/WG repeats. KTF1 colocalizes with ARGONAUTE 4 (AGO4) in punctate nuclear foci and binds AGO4 and RNA transcripts. Our results suggest KTF1 as an adaptor protein that binds scaffold transcripts generated by Pol V and recruits AGO4 and AGO4-bound siRNAs to form an RdDM effector complex. The dual interaction of an effector protein with AGO and small RNA target transcripts may bea general feature of RNA-silencing effector complexes.

朱健康教授

 

1987年 毕业于中国农业大学土化系

1990年 取得加州大学河畔分校植物学硕士学位

1993年 获得普渡大学植物生理学博士学位

1993－－1996朱健康随后任教于纽约市洛克斐勒大学与阿拉巴马州奥本大学，教授植物生物学

1996年 转赴亚利桑那大学吐桑分校任教，2000年成为该校植物学系教授

现任美国加州大学河滨分校教授，整合基因研究所所长，兼任国际著名学术刊物《Plant Physiology》、《Plant Molecular Biology》副主编。

 

朱健康教授为植物抗逆分子生物学领域世界级领军人物之一，其及其领导的实验室在植物抗旱、耐盐与耐低温方面的研究硕果累累，在国内外享有声誉，他的实验室已在《Cell》、《Science》、《Gene&Development》、《Plant Cell》、PNAS等国际著名学术刊物发表论文40余篇。