拟南芥核基质的组成

　　

染色质是一种独特的DNA和蛋白质复合物，构成了染色体。特定的蛋白质(组蛋白)像小电缆鼓一样缠绕着DNA来包裹长DNA。带有螺旋状DNA的索鼓(由四对组蛋白组成)称为核小体，是染色质的最小单位。

作为染色质的支撑支架，核基质自20世纪70年代被发现以来就引起了科学家们的兴趣。虽然它在哺乳动物细胞中的存在已经被认识到，但它在植物细胞核中的意义仍然难以捉摸。这个国际研究小组现在已经解开了这个谜，揭示了核基质的组成以及核基质如何影响染色质状态和植物发育。

该研究鉴定了拟南芥中与核基质相关的许多蛋白质。其中包括众所周知的核基质蛋白，包括AtSUN1、AtSUN2和AHL22，以及新的参与者FRS7和FRS12。这一发现扩大了我们对核基质分子组成的理解，”Hua Jiang教授，IPK“应用染色体生物学”独立研究小组组长

这项研究不仅仅是识别组件;它深入了解核基质及其相关蛋白在染色质调控中的功能。利用全基因组测序，研究人员首次确定了植物核基质附着区域的全基因组分布。该研究的第一作者Linhao Xu说:“研究结果显示，基因编码区有头部和尾部的偏好，主要与活跃的表观遗传标记和高表达基因有关，一些低表达基因也附着在核基质上。”这些发现表明核基质在染色质和转录调控中的复合功能。

此外，该研究揭示了AHL22与FRS7和FRS12合作，作为下胚轴伸长的中心调节器，下胚轴在植物幼苗中向上生长，发生在短轴和根的出现之间。这个过程对植物的生长和生存至关重要。通过调节生长素信号通路必需基因的表达，AHL22作为染色质和表观遗传调控因子的导体。该研究的第一作者Shiwei Zheng说:“AHL22复合体协调基因与核基质的附着，招募组蛋白去乙酰化酶HDA15来修饰组蛋白乙酰化。这将AHL22复合体定位为染色质区域和表观遗传调节因子的中心枢纽，揭示了核基质功能以前未知的方面。”

鉴于核基质是染色质和染色质状态对环境变化反应的关键调节器，探索核基质在条件应激反应中的功能变得特别有趣。

Xu, L., et al. (2024). Chromatin attachment to the nuclear matrix represses hypocotyl elongation in Arabidopsis thaliana. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-024-45577-5.