北大10月PNAS发文章

　　

生物通报道：来自北京大学生命科学研究院植物基因工程、蛋白质工程国家重点实验室，北大—耶鲁植物分子遗传学及农业生物技术联合研究中心（PKU-Yale Joint Research Center of Agricultural and Plant Molecular Biology）的研究人员通过对拟南芥根部表皮组织的研究发现组蛋白乙酰化修饰对于细胞生长模式基因（cellular patterning genes）表达的影响。这一结果公布在10月4日PNAS上。

拟南芥是一种十字花科植物，广泛用于植物遗传学、发育生物学和分子生物学的研究，已
成为一种典型的模式植物——利用拟南芥，科学家们发现了许多生命奥秘，比如前段时间Nature文章，就是利用拟南芥的HOTHEAD基因研究发现了“基因倒退”这一不同于传统的遗传规律。

而且这种植物的根部单层表皮有一种独特的细胞生长模式：内皮细胞空隙中的细胞（H position）会分化成绒毛细胞（hair cells），而紧挨着内皮细胞，在内皮细胞之上的细胞(N position)则会分化成非绒毛细胞。近期的研究已经发现这种细胞生长模式是由六个相关基因（CPC, ETC, GL2, GL3/EGL3, TTG, WER）相互作用而决定的，而且其中CPC, GL2, WER对于协调这六种基因相互作用起着关键作用，但是目前对于如何这些基因表达的机理并不清楚。因此北京大学生命科学学院的白书农教授研究组利用曲古柳菌素A（trichostatin A，TSA）这种组蛋白去乙酰化酶抑制剂改变拟南芥苗根部表皮的细胞生长模式，引起组蛋白H3和H4高度乙酰化，并且改变了CPC, GL2, WER这三种基因的表达水平和表达特异性。通过进一步的组蛋白去乙酰化酶突变型的分析证实了组蛋白乙酰化在细胞生长模式中的影响作用，也说明了另一种基因——HDA18在拟南芥根部表皮调控机制中的关键作用。
这一研究帮助了解了拟南芥根部表皮细胞生长模式基因的调控机理，并且建立了一个组蛋白乙酰化对于细胞生长模式影响的平台模型。（生物通记者：张迪）

组蛋白乙酰化对拟南芥根部表皮细胞生长模式的影响作用(来自PNAS数据）
A．假定的“位控”（positional cue）抑制了细胞H位置的HDAC(去乙酰化酶)酶活，但对于N位置的没有影响，这导致与位置依赖性的CPC, GL2和WER基因相关的组蛋白过乙酰化。
B．当施用TSA后，HDAC活性无论是在H还是N位置都被抑制。
C．当TSA浓度高到能抑制HDAC时，N细胞的CPC, GL2和WER基因表达转移到了H位置，导致不断分化成绒毛细胞。

原文出处：Cheng-Ran Xu, Cui Liu, Yi-Lan Wang, Lin-Chen Li, Wen-Qian Chen, Zhi-Hong Xu, and Shu-Nong Bai
Histone acetylation affects expression of cellular patterning genes in the Arabidopsis root epidermis
PNAS 2005 102: 14469-14474; published online before print September 21 2005, 10.1073/pnas.0503143102

附：白书农，北京大学生命科学院教授。
1990年中国科学院植物所博士研究生毕业，
1990－1998年在中科院植物所任研究员。
1991-1994年在美国伯克利加州大学进行博士后研究工作。
1997－1998年于美国伯克利加州大学进行合作研究。