Nature子刊：研究人员确定了拟南芥染色质调控的关键角色

　　核基质是真核细胞中为染色质提供支撑支架的核部分，几十年来一直是植物细胞核中已知的结构。然而，了解核基质如何影响植物细胞核中的染色质状态在很大程度上仍然未知。IPK莱布尼茨研究所(IPK Leibniz Institute)领导的国际研究小组首次确定了植物核基质附着区域的全基因组分布。它解释了核基质相关蛋白AHL22作为染色质和表观遗传调控因子的导体的作用。研究结果最近发表在《自然通讯》杂志上。

　　

染色质是一种独特的DNA和蛋白质复合物，构成了染色体。特定的蛋白质(组蛋白)像小电缆鼓一样缠绕着DNA来包裹长DNA。带有螺旋状DNA的索鼓(由四对组蛋白组成)称为核小体，是染色质的最小单位。

作为染色质的支撑支架，核基质自20世纪70年代被发现以来就引起了科学家们的兴趣。虽然它在哺乳动物细胞中的存在已经被认识到，但它在植物细胞核中的意义仍然难以捉摸。这个国际研究小组现在已经解开了这个谜，揭示了核基质的组成以及核基质如何影响染色质状态和植物发育。

该研究鉴定了拟南芥中与核基质相关的许多蛋白质。其中包括众所周知的核基质蛋白，包括AtSUN1、AtSUN2和AHL22，以及新的参与者FRS7和FRS12。“这一发现扩大了我们对核基质分子组成的理解，”IPK独立研究小组“应用染色体生物学”负责人华江教授说。

这项研究不仅仅是识别组件;它深入了解核基质及其相关蛋白在染色质调控中的功能。利用全基因组测序，研究人员首次确定了植物核基质附着区域的全基因组分布。该研究的第一作者徐林浩说:“研究结果显示，基因编码区有头部和尾部的偏好，主要与活跃的表观遗传标记和高表达基因有关，一些低表达基因也附着在核基质上。”这些发现表明核基质在染色质和转录调控中的复合功能。

此外，该研究揭示了AHL22与FRS7和FRS12合作，作为下胚轴伸长的中心调节器，下胚轴在植物幼苗中向上生长，发生在短轴和根的出现之间。这个过程对植物的生长和生存至关重要。通过调节生长素信号通路必需基因的表达，AHL22作为染色质和表观遗传调控因子的导体。该研究的第一作者郑世伟说:“AHL22复合体协调基因与核基质的附着，招募组蛋白去乙酰化酶HDA15来修饰组蛋白乙酰化。”“这将AHL22复合体定位为染色质区域和表观遗传调节因子的中心枢纽，揭示了核基质功能以前未知的方面。”

鉴于核基质是染色质和染色质状态对环境变化反应的关键调节器，探索核基质在条件应激反应中的功能变得特别有趣。