Cullin4-Ring连接酶介导的H3K9甲基转移酶降解会抑制番茄细胞的增殖并减小果实的大小

《New Phytologist》：Cullin4-Ring ligase-mediated degradation of an H3K9 methyltransferase compromises cell proliferation and fruit size in tomato

番茄SlDDB1通过CRL4-SlMSI2复合体泛素化降解H3K9甲基转移酶SlSDG2，协同DNA甲基转移酶SlCMT3a调控染色体区域甲基化，共同影响细胞增殖与果实大小发育，揭示表观遗传调控新机制。

　　

摘要

• 果实的发育始于细胞分裂和扩张，这些过程会影响果实的最终大小和形状。我们之前发现，番茄中受紫外线损伤的DNA结合蛋白1（SlDDB1）以表观遗传的方式抑制细胞增殖和器官大小，但其背后的分子机制仍不清楚。
• 我们发现了两种与SlDDB1相互作用的蛋白质：SlMSI2和SlSDG2，它们分别是拟南芥（Arabidopsis）中MULTICOPY SUPPRESSOR OF IRA1 2和SET DOMAIN GROUP 2的直系同源物，在番茄中通过泛素-蛋白酶体途径拮抗性地调控细胞增殖。
• SlMSI2编码一种WD40重复序列蛋白，它通过抑制细胞增殖并与SlDDB1和SlCUL4相互作用形成CRL4^SlMSI2连接酶复合体，从而使SlSDG2被泛素化并降解。SlSDG2编码一种H3K9甲基转移酶，该酶通过同时甲基化调控染色质区域的H3K9和DNA来正向调控细胞增殖，并与DNA甲基转移酶SlCMT3a协同作用，负向调控目标基因的表达。这些负调控因子参与细胞分裂或细胞周期的进展。
• 本研究揭示了CRL4 E3连接酶通过泛素化介导的H3K9甲基转移酶调控机制，从而在表观遗传层面上调控细胞增殖以及果实的大小和结构。这项工作还为优化植物结构和大小提供了新的靶点，以实现更好的农业效益。

数据获取方式

作者确认所有实验数据均可在正文或补充信息中找到（图S1–S12；表S1、S2）。

本文中的序列数据可以在SGN数据库中通过以下 accession 号获取：SlCUL4（Solyc02g021470）、SlDBB1（Solyc02g021650）、SlMSI2（Solyc01g111590）、SlSDG2（Solyc10g077070）、SlCMT3a（Solyc12g100330）、SlUBI3（Solyc01g056940）、SlWEE1（Solyc09g074830）、SlE2Fc（Solyc04g081350）、SlARF9（Solyc08g082630）、SlKRP7（Solyc01g108610）、SlSP（Solyc06g074350）、SlSP2I（Solyc02g079290）、SlSP3D（Solyc03g063100）、SlSP5G（Solyc05g053850）、SlSP6A（Solyc05g055660）、SlSP9D（Solyc09g009560）、SlCLV3（Solyc11g071380）、SlWUS（Solyc02g083950）、H3（Solyc11g010230）、H4（Solyc06g005430）和Ub（Solyc08g083120）。