高粱组蛋白阅读器：鉴定、进化与功能表征揭示种子发育调控新机制

研究人员针对组蛋白阅读器在表观遗传调控中的功能机制尚不明确的问题，系统鉴定了高粱中PHD、Tudor、chromodomain等9类组蛋白阅读器家族。发现高粱特有的Alfin-like（AL）亚群特异表达于发育种子（果皮/胚乳/胚胎），并通过体外实验证实SbAL1等4个PHD蛋白可结合H3K4me3，为作物表观遗传调控网络解析提供新线索。

　　

组蛋白阅读器（histone readers）作为识别特定组蛋白修饰的关键分子，在基因表达调控中扮演核心角色。本研究聚焦高粱（Sorghum bicolor），系统鉴定出包含PHD指结构域（Plant Homeodomain）、Tudor、染色质结构域（chromodomain）、PWWP、BAH、CW-Zf、溴结构域（bromodomain）、BRCT及14-3-3蛋白在内的多类组蛋白阅读器家族。

研究发现高粱进化出显著扩张的PHD蛋白家族，特别是Alfin-like（AL）蛋白中存在着仅存于高粱的特异分支。引人注目的是，这些AL基因呈现严格的时空表达模式——仅在包含果皮、胚乳和胚胎的发育种子中检测到表达信号，暗示其可能起源于共同祖先并参与种子发育的遗传程序。通过分析组蛋白识别必需的保守芳香族残基，研究者进一步预测了潜在的新型组蛋白阅读器。

实验验证阶段，四个定位于细胞核的PHD蛋白——SbAL1（ALFIN-Like 1）、SbING1（inhibitor of growth 2）、SbEBS（EARLY BOLTING IN SHORT DAY）和SbSHL（SHORT LIFE）在体外实验中均展现出对H3K4me³（组蛋白H3第4位赖氨酸三甲基化）的结合能力，尽管结合强度存在差异。这些发现为解析高粱表观遗传调控网络提供了分子基础，特别是揭示了PHD阅读器在种子发育中的潜在调控作用。