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姜丹华研究组发现一个疾病相关蛋白在植物中的新功能

        真核生物基因组的功能依赖于遗传和表观遗传信息。在细胞分裂时,遗传和表观遗传信息的准确复制和保留是维持细胞命运的关键,而这些信息的异常变化往往会造成疾病的产生。TONSOKU (TSK)是一个首先在植物中被发现参与DNA复制时损伤修复的蛋白,其在人中的同源蛋白TONSOKU-like (TONSL)也具备同样的功能,并且TONSL的突变与一些发育畸形和癌症等人类疾病密切相关。一般认为,TSK/TONSL在刚完成复制的染色质上招募DNA损伤修复蛋白,以维持遗传信息的稳定。然而,染色质复制也会造成表观遗传信息的稀释,而TSK/TONSL在表观遗传信息的维持中是否发挥作用,却是未知的。 

  中国科学院遗传与发育生物学研究所姜丹华研究组通过研究发现,TSK在植物中参与维持了抑制型的表观遗传修饰如H3K9me2, H2A.W, H3K27me3以及DNA甲基化。TSKH3K9甲基转移酶存在蛋白的直接互作。此外,TSK也与维持H3K27me3的蛋白存在遗传和蛋白的相互作用。这些结果表明,TSK可能在新生染色质上招募了这些蛋白,从而促进了抑制型表观遗传修饰在染色质复制后的恢复。而由于TSK仅在新生染色质上结合较短时间,这也表明了DNA复制后迅速招募染色质修饰蛋白在表观遗传修饰维持中的重要性。 

  该研究发现一个疾病相关蛋白在植物中即参与稳定遗传信息,也维持表观遗传信息。为其突变在疾病中的致病机理提供了新的可能性。相关结果发表于Cell Reports杂志(https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.112738)姜丹华研究组博士生王琳和已毕业博士生薛满德为共同第一作者,姜丹华研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划的资助。