生命學院黃善金課題組報道植物生長發(fā)育調(diào)控新機制
2020年7月21日，清華大學生命科學學院黃善金課題組在《公共科學圖書館-生物學》（PLoS Biology）期刊在線發(fā)表題為“擬南芥EMB1579蛋白通過液-液相變控制轉(zhuǎn)錄、mRNA剪切和植物發(fā)育”（Phase Separation of Arabidopsis EMB1579 Controls Transcription, mRNA Splicing and Development）的研究論文。該研究工作揭示了擬南芥EMB1579（Embryo defective 1579）蛋白通過液液相變調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄和pre-mRNA剪切，進而控制植物生長發(fā)育的作用機制。
基因轉(zhuǎn)錄和pre-mRNA剪切的精確調(diào)控對于植物生長發(fā)育至關(guān)重要。該研究通過對擬南芥EMB1579蛋白的功能進行研究，揭示了一種全新的基因轉(zhuǎn)錄和pre-mRNA剪切調(diào)控機制。具體發(fā)現(xiàn)EMB1579蛋白定位于細胞核中并形成高度動態(tài)的液滴狀相變小體，并證明其液液相變行為與其發(fā)揮生物學功能緊密相關(guān)。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)許多與基因轉(zhuǎn)錄和pre-mRNA剪切調(diào)控相關(guān)的蛋白能夠和液滴狀EMB1579蛋白相變小體在細胞核內(nèi)共定位。EMB1579基因的功能缺失引起了擬南芥中大量基因轉(zhuǎn)錄和pre-mRNA剪切事件發(fā)生改變，推測EMB1579蛋白通過調(diào)控那些與基因轉(zhuǎn)錄和pre-mRNA剪切相關(guān)蛋白的活性發(fā)揮功能。這也在某種程度上解釋了為什么EMB1579基因的功能缺失引起多重植物生長發(fā)育缺陷。為了深入闡明EMB1579基因如何調(diào)控某個特定的生理學過程，該研究深入解析了EMB1579蛋白調(diào)控植物開花的作用機制。發(fā)現(xiàn)EMB1579蛋白能夠調(diào)控PRC2復合體的活性控制H3K27me3的水平，進而控制和植物開花相關(guān)的基因的表達和植物開花。該研究增進了人們對蛋白液-液相變的生物學功能以及植物生長發(fā)育調(diào)控機制的理解。
黃善金課題組的博士生張藝齡、李占坤和以前的工作人員陳乃芝博士為本文的共同第一作者。黃善金研究員為本文的通訊作者，該研究受到國家自然科學基金委和清華大學的資助。
文章鏈接：https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3000782
圖1. EMB1579蛋白在體外和細胞核內(nèi)形成液滴狀小體
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