【学术前沿】JGG | 李海涛/丁勇团队揭示组蛋白H3K36me3和H2A.Z协同调控拟南芥开花的…

开花是植物生长发育的一个重要阶段，在合适时间开花是植物成功繁殖的关键。前期研究发现 FLC 作为成花调控的关键因子，受到多种染色质修饰的表观遗传调控，其中组蛋白甲基化和组蛋白变体对 FLC 的转录调控至关重要。然而，组蛋白H3K36me3 修饰和 H2A.Z变体如何协同调节开花时间的分子机制仍不清楚。

近日，清华大学李海涛教授（中国细胞生物学学会染色质细胞生物学分会委员）团队和中国科学技术大学丁勇教授团队合作在Journal of Genetics and Genomics在线发表题为“H3K36me3 and H2A.Z coordinately modulate flowering time in Arabidopsis”的研究论文。该研究揭示了组蛋白甲基转移酶SDG7通过与SWR1复合物的亚基SWC6直接相互作用，促进FLC位点上组蛋白H3K36me3修饰的建立和组蛋白变体H2A.Z的沉积，从而抑制植物开花。

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SET DOMAIN-CONTAINING PROTEIN 7 (SDG7)是植物开花调控途径中的表观因子之一，但它在组蛋白修饰中的作用尚未被揭示。SWR1C SUBUNIT 6 (SWC6)作为SWR1染色质重塑复合物的关键亚基之一，调控了组蛋白变体H2A.Z在FLC位点的沉积，进而促进拟南芥早花。该研究通过体外酶活实验，以重构的核小体为底物，结合免疫印迹和质谱分析，证实了SDG7是组蛋白H3K36me3修饰的“书写器”，但并不充当H3K4、H3K9和H3K27位点的三甲基转移酶。sdg7缺失导致拟南芥提早开花，且能够逆转FRI等位基因的晚花表型，表明SDG7参与FLC依赖的开花时间调控途径。研究人员进一步通过酵母双杂交、Pull-down、双分子荧光互补及免疫共沉淀等实验，证明SDG7和SWC6在体内体外均存在互作。遗传学实验发现FRI sdg7 swc6双突变体与FRI swc6单突变体表型一致，且FLC的转录水平与开花表型一致，暗示SDG7和SWC6参与相同的开花调控途径。ChIP-PCR结果显示，FLC位点的H3K36me3修饰水平在FRI sdg7、FRI swc6和FRI sdg7 swc6突变体中均显著降低，用SDG7回补sdg7和swc6突变体，发现swc6缺失降低了SDG7蛋白在FLC位点的富集。与野生型相比，FRI sdg7突变体中FLC基因上组蛋白变体H2A.Z占位水平略有降低，而FRI swc6和FRI sdg7 swc6突变体中H2A.Z的占位水平则明显降低，说明SWC6对于FLC基因上H2A.Z和H3K36me3修饰的沉积是必要的。

SDG7–SWC6协同调控拟南芥开花的工作模型

综上所述，该研究首次揭示了组蛋白甲基转移酶SDG7的H3K36me3修饰活性，并通过与SWR1复合物亚基SWC6互作，影响FLC位点上组蛋白H3K36me3修饰的建立和组蛋白变体H2A.Z的沉积，由此调控拟南芥开花。

中国科学技术大学生命科学学院已毕业博士冀晓如和清华大学医学院博士生刘文倩为该论文共同第一作者。清华大学李海涛教授和中国科学技术大学丁勇教授为共同通讯作者。相关工作得到国家自然科学基金和中国科学院战略重点研究项目“植物生长发育分子机制”等项目资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jgg.2023.05.012

原标题：《【学术前沿】JGG | 李海涛/丁勇团队揭示组蛋白H3K36me3和H2A.Z协同调控拟南芥开花的分子机制》

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