轉(zhuǎn)錄復(fù)合體將DNA轉(zhuǎn)錄成為RNA是遺傳信息由細(xì)胞核向細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)遞的基礎(chǔ)。由于核小體與基因組的緊密結(jié)合，轉(zhuǎn)錄復(fù)合體需要克服核小體障礙進(jìn)而確保功能基因的表達(dá)。這其中染色質(zhì)重塑復(fù)合體（Chromatin Remodeler）被認(rèn)為在轉(zhuǎn)錄過程中發(fā)揮了重要作用。這類蛋白復(fù)合體能通過水解ATP來調(diào)控核小體的組成和分布，從而為轉(zhuǎn)錄復(fù)合體在DNA上組裝創(chuàng)造松散的染色質(zhì)環(huán)境。那么染色質(zhì)重塑復(fù)合體如何判定基因的激活狀態(tài)并精確與之結(jié)合呢？其次，近些年對植物轉(zhuǎn)錄的研究發(fā)現(xiàn)，植物的轉(zhuǎn)錄起始呈現(xiàn)出與酵母和動(dòng)物細(xì)胞不同的特征，如：轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)呈現(xiàn)的單向轉(zhuǎn)錄（酵母和動(dòng)物細(xì)胞為雙向轉(zhuǎn)錄）；植物中存在明顯的近端啟動(dòng)子停滯（promoter-proximal pausing）但卻缺少與動(dòng)物同源的參與調(diào)控pausing的蛋白因子；真核生物中保守的轉(zhuǎn)錄延伸因子SPT6，在植物中能結(jié)合到轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)參與轉(zhuǎn)錄起始等。這些差異表明了植物轉(zhuǎn)錄起始的獨(dú)特性，而其分子機(jī)制尚不清晰。
中科院華南植物園的陳琛研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)擬南芥中轉(zhuǎn)錄延伸因子SPT6L（suppressor of Ty 6-like）能與染色質(zhì)重塑復(fù)合體SWI/SNF2的SYD （SPLAYED）和BRM（BRAHMA）形成蛋白復(fù)合體，并共同結(jié)合到基因的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)。隨后，通過轉(zhuǎn)錄抑制劑以及結(jié)構(gòu)域刪減突變，研究發(fā)現(xiàn)SPT6L能夠介導(dǎo)SYD/BRM與Pol II的相互作用且SPT6L-SYD/BRM蛋白復(fù)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(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的結(jié)合能力。最后，通過對全基因組核小體排布的分析發(fā)現(xiàn)，SPT6L介導(dǎo)SYD/BRM 與轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的結(jié)合調(diào)節(jié)了起始位點(diǎn)附近的核小體密度并促進(jìn)了Pol II的轉(zhuǎn)錄起始。該項(xiàng)研究揭示了植物中染色質(zhì)重塑復(fù)合體識(shí)別和結(jié)合轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的分子機(jī)制。由于SPT6L被認(rèn)為是轉(zhuǎn)錄復(fù)合體的重要組成部分，該項(xiàng)研究的結(jié)果也表明植物中染色質(zhì)重塑復(fù)合體對核小體排布的調(diào)控事件與轉(zhuǎn)錄復(fù)合體在轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)附近的組裝及轉(zhuǎn)錄起始緊密聯(lián)系。另一方面，SPT6L招募SYD/BRM到轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)并調(diào)控核小體分布的發(fā)現(xiàn)，也進(jìn)一步確證了真核生物中保守的轉(zhuǎn)錄延伸因子SPT6在植物中同時(shí)參與調(diào)控了起始和延伸過程。
相關(guān)研究結(jié)果已近期發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Nucleic Acids Research （《核酸研究》）（IF=19.16）上。 舒潔博士為該論文的第一作者，陳琛研究員為通訊作者。此外，中國科學(xué)院華南植物園的丁寧博士、廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的劉軍研究員、加拿大農(nóng)業(yè)部的崔玉海研究員也參與了該項(xiàng)工作。研究成果得到了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和青年項(xiàng)目的資助。
圖1. SYD的全基因組結(jié)合依賴SPT6L
圖2. SPT6L和SYD/BRM協(xié)同調(diào)控核小體排布
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