PLoSGenet：何新建等模式植物擬南芥研究獲進展

　　2014年1月22日，北京生命科學研究所何新建實驗室在《PLOS Genetics》雜志在線發表題為“The SET domain proteins SUVH2 and SUVH9 are required for Pol V occupancy at RNA-directed DNA methylation loci”的論文，該論文報道了模式植物擬南芥中的兩個組蛋白甲基化酶的同源蛋白SUVH2和SUVH9參與招募RNA聚合酶V并調控RNA介導DNA甲基化的機制。

　　植物中RNA介導DNA甲基化引起的轉錄沉默參與維持轉座元件和DNA重復序列的穩定。在RNA介導DNA甲基化過程中，植物特異存在的依賴DNA 的RNA聚合酶IV和V產生的非編碼RNA具有關鍵作用，可以通過順式作用介導DNA甲基化。因此，研究這兩個聚合酶在染色質上的定位機制，有助于理解 RNA介導DNA甲基化作用的位置特異性。何新建實驗室以前的研究已經證明RNA聚合酶IV在基因組上的定位依賴DTF1/SHH1 (Liu et al.， Cell Research， 2011; Zhang et al.， PNAS， 2013)。DTF1通過識別染色質上的組蛋白H3K9的甲基化修飾將RNA聚合酶IV招募到特定的染色質位置。但是，對RNA聚合酶V在染色質上的定位機制并不清楚。以前的研究表明，擬南芥中H3K9甲基化酶的同源蛋白SUVH2和SUVH9具有結合甲基化DNA的SRA結構域和催化組蛋白H3K9甲基化的SET結構域，參與了RNA介導DNA甲基化途徑，但是它們參與的機制并不清楚。

　　何新建實驗室的研究表明，SUVH2和SUVH9能夠與RNA介導DNA甲基化途徑中的蛋白復合體DDR相互作用。DDR是RNA介導DNA甲基化途徑中的下游組分。該研究發現，SUVH2和SUVH9的雙突變體與DDR復合體的突變體對RNA介導DNA甲基化途徑中小RNA的累積以及DNA甲基化水平都具有相似的影響，SUVH2和SUVH9與DDR復合體的功能是相關聯的。進一步研究發現，SUVH2和SUVH9能夠介導DDR復合體中的組分 DMS3與特定的染色質位置結合，進而把RNA聚合酶V招募到該染色質位置，使RNA聚合酶V在該染色質位置轉錄產生非編碼RNA。在以前的研究中，體外實驗表明SUVH2不具有催化組蛋白甲基化的活性。何新建實驗室的研究發現，在SUVH2中負責組蛋白H3K9甲基化的SET結構域中，有多個重要的參與催化的氨基酸位點發生了改變，并且，將SUVH2的SET結構域中保守的位點進行突變不會影響它在RNA介導DNA甲基化途徑中的功能。這些研究表明，SUVH2和SUVH9不具有組蛋白甲基化酶活性，而是通過結合甲基化DNA和DDR蛋白復合體，作為交聯蛋白將RNA聚合酶V招募到RNA介導 DNA甲基化的靶標位點，使該位置產生非編碼RNA。該研究揭示了RNA介導DNA甲基化途徑中DNA甲基化與非編碼RNA的產生之間相互關聯的機制。

　　北京生命科學研究所何新建實驗室的博士生劉章偉是論文的第一作者。其他參與該研究的人員還包括何新建實驗室的邵常榮、張翠軍博士、周進興、張素維，北京生命科學研究所蛋白質組中心的陳涉博士和李玲以及核酸測序中心的蔡濤博士和黃煥偉。何新建博士是該論文的通訊作者。該研究在北京生命科學研究所完成，得到科技部和北京市政府的資助。