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植物染色质高级结构边界结合蛋白的功能分析

植物，TAD，边界结合蛋白，染色质高级结构的空间位置

      在真核生物中，染色质的三维结构对于基因组稳定性与基因表达调控有着至关重要的作用。其中，结构蛋白是染色质高级结构形成和维持的必要因子。目前，在哺乳动物和果蝇中已鉴定到多种边界结合蛋白，如CTCF、BEAF-32和CP190等，但在植物中，尚未有相关报道。

      我们通过分析植物染色质Hi-C数据并聚焦于边界信息，鉴定到EMF1在拟南芥中发挥了边界结合蛋白的功能。EMF1和cohesin组分SCC3存在直接相互作用，且两者都显著富集在区室结构域（Compartmental domain，CD）边界。当CD边界失去EMF1或SCC3调控时，内部相互作用出现明显下降。EMF1既可以独立于组蛋白修饰调控拟南芥染色质三维结构，也可以和组蛋白修饰共同维持其稳定性。同时，本研究发现EMF1和可以和植物特有蛋白PWOs互作，形成边界调控复合体。当PWOs蛋白突变后，区室发生了B到A的翻转，核内特殊的CD结构空间定位会远离核膜，这些结构的变化进一步导致内部共调控基因表达上升。

      综上所述，我们首次鉴定到拟南芥中潜在的边界结合蛋白，并进一步分析了该蛋白的互作蛋白相关特性及cohesin对于染色质三维结构的重要作用，填补了拟南芥三维结构调控的研究空白。





Shu, J., Sun, L., Wang, D., Yin, X., Yang, M., Yang, Z., Gao, Z., He, Y., Calonje, M., Lai, J., Deng, Xing Wang., He, Hang., Zhou, Y. EMF1 functions as a 3D chromatin modulator in Arabidopsis. Mol Cell, Pre-accepted.

Yang, T., Wang, D., Luo, L., Yin, X., Song, Z., Yang, M., Zhou, Y. (2024). PWOs repress gene transcription by regulating chromatin structures in Arabidopsis. Nucleic Acids Res, Accepted.