何新建实验室在《PLoS Genetics》在线发表文章

5月3日，北京生命科学研究所何新建实验室在《PLoS Genetics》杂志在线发表题为“IDN2 and Its Paralogs Form a Complex Required for RNA-Directed DNA Methylation”的论文。该论文报道了拟南芥RNA介导DNA甲基化途径中的一个蛋白复合体和它作用的分子机制。


可转座元件和其它DNA重复序列是真核生物基因组的重要组成部分，使这些序列处于抑制状态是维持基因组的稳定性和完整性所必需的。DNA甲基化是一种重要的染色质修饰方式，它能使这些序列处于抑制状态。在模式植物拟南芥中，RNA介导DNA甲基化是DNA甲基化建立的重要途径。IDN2/RDM12是该途径中的一个重要的双链RNA结合蛋白，但是它的作用机制还不清楚。编码IDN2的基因是一个多基因家族的成员，该多基因家族编码的蛋白都包括XS、Coiled-coil和XH三个结构域。本研究发现，IDN2可以通过它的Coiled-coil结构域形成同源二聚体，并通过它的XH结构域与IDN2家族中的IDP1和IDP2（IDN2 Paralog 1 and 2）结合形成一个包括四个蛋白的蛋白复合体。通过对IDN2的XH结构域进行点突变结合转基因功能研究，发现该结构域不仅影响IDN2-IDP1/IDP2蛋白复合体的形成而且是DNA甲基化和基因沉默所必需的。进一步研究显示，在idp1突变体中，小分子干扰RNA（small interfering RNA）的累积、DNA的甲基化和转录水平的基因沉默都明显受到抑制,而在idp1idp2双突变体中，这种抑制的效果明显增强。这表明IDN2-IDP1/IDP2复合体中的IDP1和IDP2也参与了RNA介导DNA甲基化途径，IDP1和IDP2的功能是部分重叠的。不同于IDN2，IDP1 和IDP2不能结合双链RNA，这揭示在IDN2-IDP1/IDP2复合体中，IDP1和IDP2具有与IDN2不同的生化功能。本研究加深了我们对植物体中RNA介导DNA甲基化途径的理解，同时也对研究酵母和动物体中的RNA介导的染色质修饰机制具有借鉴意义。


北京生命科学研究所的博士后张翠军博士是本文的第一作者，参与该论文研究的还包括技术员宁永强、张素维、陈庆、邵常荣、郭艳武和周进兴以及蛋白质中心的陈涉博士和李琳。何新建博士是本文的通讯作者，该项研究由科技部973项目和北京市科委资助，在北京生命科学研究所完成。