擬南芥組蛋白分子伴侶ASF1的功能研究.pdf

1、ASF1(Anti-silencing function1)是一個在進(jìn)化上非常保守的組蛋白分子伴侶。酵母和動物中已有的研究結(jié)果表明ASF1蛋白在包括基因轉(zhuǎn)錄，DNA復(fù)制和修復(fù)在內(nèi)的多個染色質(zhì)層面的生物學(xué)過程中發(fā)揮了重要作用。通過同源序列比對，我們發(fā)現(xiàn)擬南芥基因組中有AtASF1A和AtASF1B兩個編碼ASF1同源蛋白的基因。AtASF1A和AtASF1B蛋白在細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核中均有分布，并且兩者都可以在體外特異性地結(jié)合組蛋白H3。AtA

2、SF1A和AtASF1B任意單一基因的缺失都不會導(dǎo)致擬南芥出現(xiàn)明顯的生長發(fā)育異常，但是同時敲除AtASF1A和AtASF1B兩個基因的Atasf1ab雙突變體植株則出現(xiàn)了強(qiáng)烈的生長受到抑制的表型，并導(dǎo)致植物營養(yǎng)和生殖器官的發(fā)育異常。同時，Atasf1ab雙突變體還具有葉片細(xì)胞數(shù)目減少，細(xì)胞周期S期延滯和細(xì)胞多倍性水平降低的表型。在分子層面，Atasf1ab雙突變體中包括S期復(fù)制檢查點(diǎn)相關(guān)基因和G2/M期轉(zhuǎn)換相關(guān)基因在內(nèi)的一系列基因的轉(zhuǎn)錄

3、水平出現(xiàn)明顯上調(diào)。而由于AtASF1蛋白的缺失所導(dǎo)致的復(fù)制叉停滯還組成型地激活了包括ATM, ATR, PARP1和PARP2在內(nèi)的DNA損傷檢查點(diǎn)相關(guān)基因和HR(Homol ogous Re combi nati on)同源重組修復(fù)途徑的相關(guān)基因。除此之外，我們還檢測到Atasf1ab雙突變體中DNA損傷水平明顯上升，表明突變體中DNA損傷修復(fù)的缺陷已經(jīng)超過了修復(fù)機(jī)制所能承受的正常范圍。
　　本文通過體外熱脅迫(Heat sho

4、ck)處理系統(tǒng)，探討了AtASF1蛋白與基因轉(zhuǎn)錄激活的關(guān)系。研究證明AtASF1A/B蛋白確實(shí)參與植物熱脅迫應(yīng)答過程中的基因轉(zhuǎn)錄激活過程。Atasf1ab雙突變體植株同時表現(xiàn)出了本底和獲得性熱耐受力(basal/acquired thermotolerance)缺陷的表型。與此同時，相比于野生型(WT)，Atasf1ab雙突變中一系列重要的熱脅迫應(yīng)答基因的誘導(dǎo)表達(dá)都極大地受到抑制，包括熱脅迫蛋白(Heat shock proteins)

5、基因Hsp101、Hsp70、 Hsa32、Hsp17.6A和Hsp17.6B-CI,以及熱脅迫轉(zhuǎn)錄因子(Heat shock factors)基因HsfA2等。我們通過ChIP實(shí)驗證明在熱脅迫應(yīng)答過程中，AtASF1A/B蛋白能夠被招募到HsfA2和Hsa32基因上，參與這兩個基因的啟動子區(qū)域和編碼區(qū)域核小體的移除過程，并表現(xiàn)出與RNA聚合酶PolⅡ在這些基因上的動態(tài)變化高度的一致性。除此之外，我們還發(fā)現(xiàn)AtASF1A/B蛋白能夠促進(jìn)