拟南芥肌动蛋白相关蛋白基因AtARP5和AtARP6共同参与DNA复制

染色质重塑因子是一类利用ATP水解的能量主动重塑染色质结构的蛋白质,其中的INO80亚家族包括两个在进化中高度保守的重要成员,INO80和SWR1.两者通过结合包括肌动蛋白相关蛋白(Actin-Related Protein,ARP)在内的多个亚基,以复合物的形式对染色质结构动态调控,在真核生物的多个表观遗传调控途径中发挥重要的功能.尽管都属于ARP成员,ARP5是INO80重塑复合物的特异性成员,而ARP6是SWR1重塑复合物的特异性成员.在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中,AtINO80和AtPIE1(拟南芥SWR1)基因缺失的双突变体致死.我们构建了AtARP5和AtARP6缺失突变体的双突变体atarp5-2 atarp6-1,用以研究两者在植物生长发育中的功能互作.我们发现,相对于野生型植物和各自的单突变体,双突变体atarp5-2 atarp6-1植物生长明显受抑制.细致的细胞观察显示,双突变体植物叶肉栅栏细胞大小和数量都减小,植物细胞核倍性下降,细胞周期和DNA复制相关基因的转录水平异常上调.Pull-down实验和BiFC实验证实,AtARP5和AtARP6都能够与DNA解旋酶RVB1结合.由于RVB1对于细胞增殖和植物生长至关重要,因此两个不同的肌动蛋白相关蛋白可能依赖于RVB1协同调控DNA复制以及相关细胞周期进程.

拟南芥染色质重塑因子编码基因INO80新的可变剪切转录本

可变剪切是基因转录本调控的重要方式之一,在植物中大量存在.研究表明可变剪切存在于植物不同发育阶段以及受应答环境变化的调控.INO80是一类保守的染色质重塑因子,在表观遗传学调控中发挥着重要的作用.我们在对拟南芥INO80展开功能分析时,意外发现了一个新的可变剪切转录本,At3G57300.3.通过定量PCR发现其表达具有一定的器官特异性,在不同条件处理时其转录水平也会发生变化.At3G57300.3编码了含有918个氨基酸的截短蛋白,在体外能够与H2A.Z-H2B结合,但缺乏完整的ATPase结构域,因而可能发挥着与全长蛋白不同的功能.

肌动蛋白相关蛋白ARP5调控气孔发育的表观遗传机制研究

气孔是叶表皮分化的一类功能性细胞类型,是植物与外界进行气体交换的主要通道,对于植物在发育过程中适应环境起到重要的作用.气孔的发育受到复杂的转录调控,然而表观遗传机制是否参与到这一过程目前仍不清楚.ARP5是一类保守的肌动蛋白相关蛋白,在酵母和人类中参与染色质重塑.拟南芥arp5缺失突变体的叶片表现出气孔增多的表型.SPCH和MUTE是正向调控气孔发育的bHLH转录因子,RT-PCR分析显示其转录水平在arp5突变体背景下特异性地上调.ARP5可以在体外特异性地结合组蛋白变异体H2A.z.此外,H2A.z而非H3在SPCH和MUTE编码区的富集依赖ARP5的功能,表明拟南芥ARP5可能通过特异性地调控H2A.z的染色质分布影响SPCH和MUTE的转录水平.