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转录调控是细胞内众多生物学功能实现的基础,是一个复杂且精密的过程。在细胞内,遗传信息的载体DNA通过包绕组蛋白八聚体形成核小体,核小体通过不断压缩,形成具有复杂高级结构的染色质。转录的调控包含两个层级,首先广义的染色质结构调控使得转录位点具有可接近性,然后转录机器和RNA聚合酶PolⅡ等在转录位点组装成转录预起始复合物(PIC)来起始转录的发生。CBP/p300是一类组蛋白乙酰基转移酶,能够催化组蛋白上的赖氨酸发生乙酰化,进而使得染色质结构松散,促进转录的发生。MEDIATOR中介体是一个多亚基的复合体,参与到转录预起始复合物的组装中,对于转录起始的调控具有重要作用。
本研究通过亲和纯化和质谱鉴定的方法发现,CBP/p300家族中的HAC1和HAC5能够和MEDIATOR中介体复合物共纯化,在植物体内具有紧密的联系。利用酵母双杂交系统进行鉴定,发现MEDIATOR中的MED8和MED25亚基能够直接和HAC1和HAC5结合。双突变体hac1hac5和med8med25表现出相似的表型,都具有明显的晚花、育性降低等现象。转录组分析的数据表明,MEDIATOR和CBP/p300具有相似的调控模式。通过染色质免疫沉淀的手段,发现在hac1hac5和med8med25中,组蛋白H3的乙酰化水平都表现出一定程度的下调,这说明MEDIATOR复合物通过和HAC1、HAC5的结合在组蛋白乙酰化的调控中也发挥着重要的功能。此外,MEDIATOR和CBP/p300在开花调控基因AP1、AGL8、APL和育性调控基因IAA29、GAI等位点具有显著的富集。在双突变体hac1hac5和med8med25中,PolⅡ在这些位点上的富集发生了显著的下降,而乙酰化水平没有明显的变化。这些结果表明CBP/p300和MEDIATOR有可能不依赖H3的乙酰化活性,而通过直接影响转录起始中PolⅡ的富集来调控转录水平。
通过体内和体外的实验可以发现,MED8蛋白总是以液态斑点的形式存在,具有明显的相分离特性。在体外和体内部分情况下,MED8表现出与HAC1的共定位。MED8蛋白N端的富含谷氨酰胺的PrD结构域对相分离的形成至关重要。缺失PrD结构域或者PrD中谷氨酰胺发生突变的MED8均不能形成相分离。这些结果表明MEDIATOR和CBP/p300很可能以相分离的形式参与到转录的调控之中。
综上,本课题发现MEDIATOR和HAC1、HAC5共同参与基因转录的调控,进而调控拟南芥的生长发育。此外,这二者有可能通过MED8蛋白以相分离的形式在体内被组装,进而参与转录调控。
本研究通过亲和纯化和质谱鉴定的方法发现,CBP/p300家族中的HAC1和HAC5能够和MEDIATOR中介体复合物共纯化,在植物体内具有紧密的联系。利用酵母双杂交系统进行鉴定,发现MEDIATOR中的MED8和MED25亚基能够直接和HAC1和HAC5结合。双突变体hac1hac5和med8med25表现出相似的表型,都具有明显的晚花、育性降低等现象。转录组分析的数据表明,MEDIATOR和CBP/p300具有相似的调控模式。通过染色质免疫沉淀的手段,发现在hac1hac5和med8med25中,组蛋白H3的乙酰化水平都表现出一定程度的下调,这说明MEDIATOR复合物通过和HAC1、HAC5的结合在组蛋白乙酰化的调控中也发挥着重要的功能。此外,MEDIATOR和CBP/p300在开花调控基因AP1、AGL8、APL和育性调控基因IAA29、GAI等位点具有显著的富集。在双突变体hac1hac5和med8med25中,PolⅡ在这些位点上的富集发生了显著的下降,而乙酰化水平没有明显的变化。这些结果表明CBP/p300和MEDIATOR有可能不依赖H3的乙酰化活性,而通过直接影响转录起始中PolⅡ的富集来调控转录水平。
通过体内和体外的实验可以发现,MED8蛋白总是以液态斑点的形式存在,具有明显的相分离特性。在体外和体内部分情况下,MED8表现出与HAC1的共定位。MED8蛋白N端的富含谷氨酰胺的PrD结构域对相分离的形成至关重要。缺失PrD结构域或者PrD中谷氨酰胺发生突变的MED8均不能形成相分离。这些结果表明MEDIATOR和CBP/p300很可能以相分离的形式参与到转录的调控之中。
综上,本课题发现MEDIATOR和HAC1、HAC5共同参与基因转录的调控,进而调控拟南芥的生长发育。此外,这二者有可能通过MED8蛋白以相分离的形式在体内被组装,进而参与转录调控。