上海交大方玉达课题组揭示组蛋白变体H2A.Z精细调控生长素信号的分子机制学术资讯

生长素(auxin)是一类经典的植物激素，影响了植物各个组织和发育阶段的生长发育。在拟南芥中，除了广泛研究的经典auxin信号途径外，表观机制同样影响了auxin通路的调控。H2A.Z是核心组蛋白H2A的一种保守的变体, 其在染色质上与H2A的替换可以调控染色质的状态和基因转录，进而调控了植物对诸多外刺激的响应。已有一些研究表明H2A.Z及其分子伴侣在auxin的合成和转运中发挥了重要作用，但H2A.Z对auxin信号下游的调控以及auxin调控的生长发育过程还不清楚。同时，相较于H2A.Z的加载或去加载机制，目前对于H2A.Z的转录调控也缺乏进一步的解析。

2022年8月26日，上海交通大学农业与生物学院方玉达教授课题组在New Phytologist上发表了题为“Feedback regulation of auxin signaling through the transcription of H2A.Z and deposition of H2A.Z to SMALL AUXIN UP RNAs in Arabidopsis”的研究论文，揭示了组蛋白变体H2A.Z在加载和转录两个层面精细调控auxin信号的分子机制。

在拟南芥中，H2A.Z家族由HTA8、HTA9、HTA11三个基因编码。利用CRISPR技术结合T-DNA插入技术，作者在Col-0背景下构建了HTA8/11完全敲除，而HTA9敲低的纯和三突变体h2a.z-kd。初步观察发现，h2a.z-kd表现出侧根变多及重力响应异常的生长素方面的表型，H2A.Z的加载/去加载因子的突变体也表现出类似/相反的表型。研究表明，在h2a.z-kd中SAURs家族基因存在组成型地上调，同时外源施加IAA可促进H2A.Z在SAUR基因上的去加载而激活其转录。此外作者还发现，H2A.Z在转录水平上也受到IAA的诱导。进一步作者筛选到了调控H2A.Z转录的两个转录因子HB22/HB25，二者可作为auxin信号核心转录因子ARF7/ARF19的直接下游。最终通过ARF7/19-HB22/25-H2A.Z模块拮抗了H2A.Z去加载对SAURs的激活，防止了信号的过分放大，从而精细地调控了拟南芥的auxin信号。