何新建实验室揭示了植物RNA介导DNA甲基化组分调控转录沉默的新机制

     2016年5月12日，我所何新建实验室在《PLoS Genetics》杂志在线发表题为“Two components of the RNA-directed DNA methylation pathway associate with MORC6 and silence loci targeted by MORC6 in Arabidopsis”的文章。该文章报道了拟南芥RNA介导DNA甲基化通路中的关键组分通过结合负责异染色质聚集的MORC蛋白参与转录沉默的新机制。

         DNA甲基化是很多真核生物中保守的染色质修饰方式，它在介导基因组上转座子和外源基因的转录沉默、维持基因组的稳定性和调控基因表达等方面具有重要作用。植物中的RNA介导DNA甲基化通路是DNA甲基化建立的重要方式，该通路中的组分在DNA甲基化方面的功能已经比较明确，但是目前并不清楚这些组分是否具有DNA甲基化以外的其它功能。

         何新建实验室的以往的研究发现SU(VAR)3-9类似蛋白SUVH9在RNA介导DNA甲基化通路中负责招募RNA聚合酶V，是RNA聚合酶V转录产生长链非编码RNA所必需的；该研究还发现SUVH9能够结合负责异染色质聚集的MORC蛋白，但是对其结合的功能机制并不清楚（Liu et al., PLoS Genetics, 2014）。以往的研究表明，MORC6通过介导异染色质聚集参与转录沉默，但是对DNA甲基化没有影响。何新建实验室在本研究中发现， MORC6不仅能够与RNA介导DNA甲基化通路中的SUVH9相互作用，也能够与该通路中的另一重要组分IDN2相互作用。在SUVH9和它的同源蛋白SUVH2的双突变体以及IDN2的单突变体中，很多MORC6靶位点的转录沉默受到了影响，但是DNA甲基化水平却并没有变化，这揭示RNA介导DNA甲基化通路中的这些重要蛋白在转录沉默方面的功能不依赖它们在DNA甲基化方面的功能，而依赖它们与MORC6的相互作用。进一步研究表明，SWI/SNF类型染色质重塑蛋白复合体的重要组分SWI3B、SWI3C和SWI3D能够结合MORC6和SUVH9并参与转录沉默。该研究表明RNA介导DNA甲基化通路的某些组分不仅能够通过DNA甲基化通路参与转录沉默，而且也能够通过与MORC6和SWI/SNF染色质重塑蛋白复合体相互作用以调控异染色质聚集的方式参与转录沉默，这揭示了DNA甲基化与异染色质聚集相互关联的分子机制。

         何新建实验室的博士研究生刘章伟是本文的第一作者。其他作者包括何新建实验室的周进兴、李永强、邵常荣、我所核酸测序中心的蔡涛博士和黄焕伟以及蛋白组中心的陈涉博士和李琳。何新建博士是通讯作者。该研究得到了科技部和北京市政府的资助，在北京生命科学研究所完成。