????DNA甲基化是表觀遺傳修飾中的一個(gè)重要組成部分，可以通過改變?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)，DNA的穩(wěn)定性以及DNA和蛋白質(zhì)的結(jié)合程度調(diào)控基因表達(dá)。在植物DNA甲基化的建立和維持過程中，植物特有的RNA聚合酶V（Pol V）通過轉(zhuǎn)錄出的非編碼RNA招募一系列下游因子實(shí)現(xiàn)對(duì)DNA的甲基化。目前，以Pol V為核心的DNA甲基化復(fù)合體已經(jīng)鑒定出了多個(gè)組分成員，但作為復(fù)合體核心Pol V的轉(zhuǎn)錄行為如何調(diào)控卻并不清楚。同時(shí)，植物中獨(dú)立進(jìn)化出的Pol V是否于Pol II存在相互調(diào)控也鮮有研究。
中國(guó)科學(xué)院華南植物園農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)中心陳琛研究團(tuán)隊(duì)最新研究發(fā)現(xiàn)，真核生物中保守的Pol II轉(zhuǎn)錄延伸因子SPT6L能與Pol V在體內(nèi)形成復(fù)合物并共定位于富含轉(zhuǎn)座子的基因間區(qū)（圖1）。SPT6L的缺失導(dǎo)致DNA甲基化水平顯著下降，但卻不影響Pol V在基因組上的結(jié)合。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，SPT6L突變并不影響參與決定DNA甲基化水平的一系列因子如DNA甲基轉(zhuǎn)移酶、去甲基化酶以及小RNA的變化（圖2）。最后，通過對(duì)比檢測(cè)Pol V的新生轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)SPT6L的缺失顯著降低了Pol V轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的豐度以及長(zhǎng)度（圖3），表明SPT6L在Pol V轉(zhuǎn)錄延伸過程中發(fā)揮重要作用。DNA甲基化通常與基因和轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)錄沉默緊密相連，有意思的是，本項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)Pol V與Pol II在招募轉(zhuǎn)錄延伸因子SPT6L上呈現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系（圖4），而SPT6L的缺失均能顯著降低Pol II1及Pol V在DNA上轉(zhuǎn)錄活性（圖3）。這一結(jié)果表明Pol II與Pol V對(duì)轉(zhuǎn)錄延伸因子的競(jìng)爭(zhēng)也可能成為除DNA甲基化外控制基因和轉(zhuǎn)座子表達(dá)的新層次。
相關(guān)研究成果于近日發(fā)表國(guó)際學(xué)術(shù)期刊在Nature Communications（《自然-通訊》）（IF=17.694）上。中國(guó)科學(xué)院華南植物園劉玉娟博士為文章第一作者，陳琛研究員和王昌虎副研究員為共同通訊作者。此外廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的舒潔博士、劉軍研究員；華南植物園的張志博士、丁寧博士、劉錦源；加拿大農(nóng)業(yè)部的崔玉海研究員也參與了研究工作。該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和青年項(xiàng)目、廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目的資助。文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-48940-8
圖1. SPT6L和Pol V在體內(nèi)形成復(fù)合物并且共定位于基因間區(qū)
圖2. SPT6L突變降低DNA甲基化但不影響DNA甲基化組分蛋白因子和小RNA的表達(dá)
圖3. SPT6L突變降低Pol V的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的豐度和長(zhǎng)度
圖4. Pol II與Pol V在招募SPT6L上存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系
附件下載：