植物轉錄起始調控機制研究獲進展

　　在國家自然科學基金面上項目和青年項目的資助下，中國科學院華南植物園研究員陳琛團隊聯合廣東省農業科學院研究員劉軍、加拿大農業部倫敦研發中心研究員崔玉海在植物轉錄起始調控機制研究方面取得新進展。相關研究近日發表于《核酸研究》（Nucleic Acids Research）。

　　轉錄復合體將DNA轉錄成為RNA是遺傳信息由細胞核向細胞質轉遞的基礎。由于核小體與基因組的緊密結合，轉錄復合體需要克服核小體障礙進而確保功能基因的表達。這其中染色質重塑復合體被認為在轉錄過程中發揮了重要作用。這類蛋白復合體能通過水解ATP來調控核小體的組成和分布，從而為轉錄復合體在DNA上組裝創造松散的染色質環境。那么染色質重塑復合體如何判定基因的激活狀態并精確與之結合呢？

　　近些年對植物轉錄的研究發現，植物的轉錄起始呈現出與酵母和動物細胞不同的特征，如：轉錄起始位點呈現的單向轉錄（酵母和動物細胞為雙向轉錄）；植物中存在明顯的近端啟動子停滯但卻缺少與動物同源的參與調控pausing的蛋白因子；真核生物中保守的轉錄延伸因子SPT6，在植物中能結合到轉錄起始位點參與轉錄起始等。這些差異表明了植物轉錄起始的獨特性，而其分子機制尚不清晰。

　　研究人員發現擬南芥中轉錄延伸因子SPT6L（suppressor of Ty 6-like）能與染色質重塑復合體SWI/SNF2的SYD （SPLAYED）和BRM（BRAHMA）形成蛋白復合體，并共同結合到基因的轉錄起始位點。隨后，通過轉錄抑制劑以及結構域刪減突變，研究發現SPT6L能夠介導SYD/BRM與Pol II的相互作用且SPT6L-SYD/BRM蛋白復合體能在不依賴于RNA聚合酶II（Pol II）的前提下形成。而SPT6L的缺失顯著降低了SYD/BRM在全基因組上與轉錄起始位點的結合能力。最后，通過對全基因組核小體排布的分析發現，SPT6L介導SYD/BRM 與轉錄起始位點的結合調節了起始位點附近的核小體密度并促進了Pol II的轉錄起始。

　　該研究揭示了植物中染色質重塑復合體識別和結合轉錄起始位點的分子機制。由于SPT6L被認為是轉錄復合體的重要組成部分，該研究結果也表明植物中染色質重塑復合體對核小體排布的調控事件與轉錄復合體在轉錄起始位點附近的組裝及轉錄起始緊密聯系。SPT6L招募SYD/BRM到轉錄起始位點并調控核小體分布的發現，也進一步確證了真核生物中保守的轉錄延伸因子SPT6在植物中同時參與調控了起始和延伸過程。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1093/nar/gkac1126