细胞世界

来自中科院上海生命科学研究院，北京生命科学研究所，普渡大学等处的研究人员发现了模式植物拟南芥中的一个重要DNA甲基化调控因子：DTF1，由此揭示出了一种以DTF1中心的DNA甲基化负调控的新机制。这一研究成果公布在PNAS杂志上。

文章的通讯作者分别为中科院上海生科院的朱健康教授，以及北京生命科学研究所何新建研究员，朱健康教授现任中国科学院上海植物逆境生物学研究中心主任，美国国家科学院院士，普渡大学植物生物学教授，是植物抗逆分子生物学领域世界级领军人物之一，其及其领导的实验室在植物抗旱、耐盐与耐低温方面的研究硕果累累，在国内外享有声誉。同时他也是上海千人计划专家联谊会会长。

在基因组中除了DNA和RNA序列以外，还有许多调控基因的信息，它们虽然本身不改变基因的序列，但是可以通过基因修饰，蛋白质与蛋白质、DNA和其它分子的相互作用，而影响和调节遗传的基因的功能和特性，并且通过细胞分裂和增殖周期影响遗传，这就是表观遗传学（epigenetics）。

DNA甲基化就是一种重要的表观遗传修饰方式，它有助于维持基因组的稳定，使基因组中的可转座元件处于抑制的状态，它还可以参与基因表达的调控。在模式植物拟南芥中，DNA甲基化的建立主要依赖RNA介导的DNA甲基化途径，这种被称为RdDM的作用途径能通过植物特异性的DNA依赖性RNA聚合酶IV（PolIV），转录靶标序列，生成24-nt siRNA，启动功能。

研究显示，拟南芥DNA结合蛋白DTF1/SHH1能与PolIV相互作用，并且是24-nt siRNA积累和转录沉默作用所必需的因子，但是这种蛋白在RdDM途径中的功能目前还不清楚。在这篇文章中，研究人员就发现DTF1在大部分POL IV依赖性24-nt siRNAs积累过程中扮演了关键角色，而且这种蛋白也有助于POL IV依赖性从头DNA甲基化的修饰。

有趣的是，在这其中，有一组24-nt siRNA积累，但并不发生DNA甲基化修饰的RdDM靶位点，也是DTF1蛋白依赖性的。DTF1与染色质重塑蛋白CLASSY（CLSY1）直接作用，这两者均与Pol IV相关联，但是与Pol V没有关联，后者是RdDM效应复合物的下游效应因子。研究人员还发现DTF1和DTF2（类似DTF1的蛋白）都有一个称为SAWADEE的结构域，能特异性结合在组蛋白H3（H3K9）上。

这些研究结果表明，DTF1是RdDM途径中的一个核心成员，能与CLSY1相互作用，帮助召集Pol IV到RdDM靶位点上去，在这一位点上H3K9甲基化也许具有重要的特征。研究人员指出，在某些RdDM途径靶位点中，DTF1扮演了DNA甲基化负调控反馈的重要作用，这揭示出了一种以DTF1中心的DNA甲基化负调控的新机制。

表观遗传学是当前生命科学研究的热门领域。朱健康教授曾表示，植物表观遗传机理是当前研究热点，DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等都是这一研究领域的焦点问题。

此前朱健康教授研究组曾在Nature杂志上发表文章，发现组蛋白H2B去泛素化（deubiquitination）在表观遗传DNA甲基化和异染色质沉默方面的调控作用，在DNA甲基化修饰与泛素化之间建立了新联系，为DNA甲基化修饰研究提出了新观点