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研究發(fā)現(xiàn)新的蛋白復合體控制異染色質化介導的 RNA 加工機制
近日，中國科學院上海植物逆境生物學研究中心朱健康研究組和段成國研究組，以 A protein complex regulates RNA processing of intronic heterochromatin-containing genes in Arabidopsis 為題的研究論文，在線發(fā)表在 PNAS 上。研究利用生物化學手段鑒定到一個染色質調控因子 ASI1 的互作蛋白 -AIPP1(ASI1 IMMUNOPRECIPITATION PROTEIN 1)，發(fā)現(xiàn) AIPP1 可作為“橋梁”蛋白介導 ASI1 和 EDM2 在細胞內的互作，形成蛋白復合體共同在內含子含有異染色質組分基因的 RNA 正確加工中起作用。
在真核生物的基因組中，轉座子和重復序列（transposable and repetitive elements, TREs）占很大比例，其中很多 TRE 插入到基因的內含子區(qū)，如人類和小鼠基因組中 60% 的轉座子位于內含子中，玉米超過 10% 的內含子含有大于 1kb 的轉座子插入。這些內含子 TRE 常被 DNA 甲基化和組蛋白分子標記修飾而異染色質化。通常來說，異染色質化對于臨近基因的表達具有抑制效應，研究發(fā)現(xiàn)，內含子中 TRE 等異染色質組分的插入并不影響所在基因的正常表達，但對于其中的機制尚不清楚。
在此前的研究中，發(fā)現(xiàn)染色質調控因子 ASI1 (ANTI-SILENCING 1) 和組蛋白 H3K9me2 結合蛋白 EDM2（enhanced downy mildew 2）能夠與內含子中的異染色質組分互作控制所在基因在末端進行多聚腺苷酸化（polyA），從而促進全長轉錄本的產生，即異染色質化介導的 RNA 加工機制。ASI1 與 EDM2 功能相似，但二者在 RNA 加工途徑中的互作機制并不清楚。研究人員利用生化手段鑒定到 ASI1 的潛在互作蛋白：AIPP1，AIPP2，AIPP3 以及 CPL2。AIPP1 能夠作為“橋梁”蛋白介導 ASI1 和 EDM2 在細胞內的連接，并形成一個蛋白復合體—AAE 復合體（ASI1-AIPP1-EDM2）。與 ASI1 和 EDM2 類似，AIPP1 功能缺失突變導致大量內含子含有 TRE 的基因產生大量短轉錄本，而功能性全長轉錄本幾乎消失，其中包括組蛋白 H3K9me2 去甲基化酶編碼基因 IBM1。IBM1 能夠抑制蛋白編碼基因的 CHG 超甲基化，因此在 aipp1 突變體中，基因編碼區(qū)發(fā)生 CHG 高甲基化。值得注意的是，含有 PHD 結構域的 AIPP2，含有 BAH 結構域的 AIPP3 和 CPL2 三者之間也能形成一個復合體，并且其在 RNA 加工機制中的作用與 AAE 復合體之間顯著不同，說明異染色質介導的 RNA 加工通路存在著更復雜的調控機制。該研究對理解高等真核生物中表觀遺傳修飾介導的異染色質沉默，與 RNA 加工機制之間的互作關系具有重要意義。
