科研人员揭示病原菌异染色质建立与转录沉默维持的新机制

来源：中国水稻研究所 2022-07-25 16:19

本研究鉴定到PRC2的附属亚基P55，结合ChIP-seq和RNA-seq等方法，揭示了P55在H3K27me3在染色体上的分布以及基因转录沉默中的重要作用。

中国水稻研究所寇艳君研究团队与浙江大学农学院陶增研究员在New Phytologist杂志合作发表了题为“The additional PRC2 subunit and Sin3 histone deacetylase complex are required for the normal distribution of H3K27me3 occupancy and transcriptional silencing in Magnaporthe oryzae”的研究论文，揭示了稻瘟病菌中多梳抑制复合体2 （Polycomb Repressive Complex 2，PRC2）介导的异染色质分布和转录沉默维持的调控机制，加深了对稻瘟病菌致病机理的理解，也为稻瘟病害防治提供了理论指导。

　　水稻是世界上尤其是我国最重要的粮食作物之一，稻瘟病菌引起的穗颈瘟和节瘟造成的水稻减产最为严重，据全国农技推广中心预测数据显示2022年稻瘟病发生面积可达6000万亩次。揭示稻瘟病菌致病机制，挖掘重要致病因子作为潜在药物靶点，对稻瘟病害防治具有重要意义。

　　高等生物的生长发育需要适当的基因维持转录沉默，PRC2催化的组蛋白H3第27位赖氨酸的三甲基化修饰（H3K27me3）是一类重要的维持基因转录沉默的翻译后修饰。团队前期报导了稻瘟病菌中PRC2复合体的核心亚基Kmt6-Suz12-Eed是维持H3K27me3介导的基因沉默所必需的，同时核心亚基在稻瘟病菌生长发育、应对环境胁迫和致病过程中效应蛋白的表达调控中起了重要作用。但是H3K27me3在染色体上的占据如何调控并不清楚。此外，在高等动植物中，多梳抑制复合体1（PRC1）可以促进染色质凝集，帮助PRC2实现对靶基因的稳定抑制，而在真菌中缺乏PRC1，PRC2如何实现对靶基因转录的稳定抑制有待进一步探索。

　　本研究鉴定到PRC2的附属亚基P55，结合ChIP-seq和RNA-seq等方法，揭示了P55在H3K27me3在染色体上的分布以及基因转录沉默中的重要作用。进一步研究发现，P55与组蛋白去乙酰化复合体的Sin3相互作用，同时Sin3参与了H3K27me3的分布和靶基因转录沉默的调控，表明组蛋白去乙酰化可以与H3K27me3共同促进占据区域的异染色质化，协助PRC2实现对靶基因的稳定抑制。该研究阐明了真菌中调控H3K27me3分布和稳定维持基因转录沉默的新机制。

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