朱丹萌课题组与合作者揭示PICKLE调控染色质状态与基因转录的分子机理

20025年12月8日，北京大学基因功能研究与操控全国重点实验室朱丹萌课题组与合作团队在国际知名期刊Nucleic Acids Research发表题为“PKL mediates H3K4me2 modification and spatial gene congregation in chromatin regulation”论文。研究团队揭示了染色质重塑因子PICKLE如何调控染色质状态从而介导转录调控的分子机理。

拟南芥PICKLE（PKL）是一种CHD3型染色质重塑因子。尽管PKL在植物发育和对环境刺激的响应中起着重要作用，但PKL如何影响特定基因位点的染色质状态调控基因表达尚不清楚。利用ChIP-seq等实验方法，本研究在WT和pkl突变体中鉴定出3534个高置信度的全基因组结合位点。后续研究发现，PKL直接与三类光信号转导调控中重要的转录因子TCP、PIF 和HY5相互作用，并由它们招募到特定靶基因位点。PKL结合的基因位点染色质区域富集组蛋白H3K4me2和H3K4me3修饰。pkl突变体中H3K4me2水平显著下降。进一步研究发现，PKL通过与COMPASS-like复合物支架蛋白WDR5A相互作用来调控靶基因上的H3K4甲基化。

此外，PKL和其互作的转录因子共同介导靶基因染色质的空间聚集，从而优化靶基因染色质状态介导转录调控。Hi-C分析显示pkl突变体中染色体内部短距离（<10Mb）互作减少、远程互作（>10Mb）增加，靶基因位点空间聚集现象消失。聚集区域与开放染色质特征（如H3K4me3）重合，表明PKL在调控染色质高级结构和基因转录中起关键作用。此特征在早期陆地植物地钱中具有保守性。

综上，本研究从全基因组结合位点、组蛋白修饰水平和三维染色质组织特征等多个维度解析了染色质重塑因子PKL在光温信号转导中的分子机制，并初步揭示了该机制在植物中的保守性。鉴于PKL介导植物幼苗光形态建成、温度形态建成与株高等多个重要农艺性状，本研究为作物性状改良提供了潜在靶点与重要理论依据。

原文链接：

https://academic.oup.com/nar/article-abstract/doi/10.1093/nar/gkaf1376/8373959?utm_source=authortollfreelink&utm_campaign=nar&utm_medium=email