近日，Plant Physiology在線發(fā)表了北京大學生命科學學院白書農/許智宏團隊和美國杜克大學生物系霍華德休斯研究院Philip Benfey團隊合作的題為“Histone deacetylase HDA19 affects Arabidopsis root cortical cell fate by interacting with SCARECROW”的研究論文。該研究揭示了擬南芥皮層細胞命運決定的一個關鍵調控節(jié)點，即組蛋白去乙?；窰DA19與轉錄因子SCARECROW（SCR）在根尖皮層/內皮層原始細胞中的互作及其對SCR靶基因表達的調控。這一研究為揭示擬南芥根形態(tài)建成調控的分子機制提供了一個全新的環(huán)節(jié)。

　　擬南芥的根具有相當規(guī)則的分化模式。其根尖在根冠之內，從外向內分別由一層細胞構成的表皮、一層細胞構成的皮層和一層細胞構成的內皮層包裹中柱細胞及若干靜止細胞構成。之前的研究發(fā)現，表皮細胞的根毛和非根毛細胞的分化依賴于其與皮層細胞之間的空間關系而被一組轉錄因子、受體激酶所調控。內皮層和中柱的分化，則由SCR和SHORTROOT（SHR）這兩個轉錄因子的互作所決定。其中，SCR一直被認為在內皮層細胞中特異表達?？墒?，皮層細胞的分化命運如何決定，始終不清楚。

　　白書農實驗室在探索染色質修飾對植物形態(tài)建成的影響的嘗試中，發(fā)現組蛋白乙?；母淖?，影響擬南芥根表皮細胞分化的模式形成。之后又發(fā)現在擬南芥16個HDAC基因家族成員中有三個、12個HAT基因家族成員中有兩個成員的單基因突變都可以造成根表皮細胞分化模式的改變。在對三個HDAC基因影響根表皮細胞分化模式的分子機制的研究中發(fā)現，HDA18通過影響一批之前未知功能的包括受體激酶的靶基因而發(fā)揮作用，HDA6通過影響兩個已知影響根表皮細胞分化的轉錄因子的表達而發(fā)揮作用。本文的研究發(fā)現，HDA19突變體中表皮細胞分化模式改變的表型，是因為HDA19蛋白與已知影響內皮層分化的SCR蛋白直接互作，影響皮層細胞分化命運而產生的間接結果。

　　這一發(fā)現不僅進一步證明組蛋白乙?；揎椏梢砸蚧蚣易宄蓡T的不同，通過不同的途徑產生同樣的結果，還進一步證明擬南芥根表皮的細胞分化模式的確依賴于皮層細胞的分化。此外，這個工作還在皮層與內皮層的分化之間，找到了一個分子層面的關聯節(jié)點，即SCR通過與HDA19在皮層/內皮層原始細胞中的互作。SCR與HDA19互作決定皮層細胞命運這一現象的發(fā)現，為擬南芥根的形態(tài)建成中靜止細胞受源自莖端方向的生長素決定、生長素誘導維管細胞（中柱）、中柱中的SHR與SCR互作誘導內皮層、SCR與HDA19互作誘導皮層、皮層通過位置信息調控表皮細胞中復雜的轉錄因子網絡誘導表皮細胞出現皮層細胞位置依賴的分化模式的漸次誘導機制提供了一個關鍵的證據。

　　該研究由北京大學生命科學學院白書農/許智宏實驗室和美國杜克大學生物系霍華德休斯研究院的Philip Benfey實驗室合作完成。陳文倩博士和Colleen Drapek博士為論文共同*作者。白書農博士和Philip Benfey博士為共同通訊作者。該工作得到了中國國家自然科學基金委和美國霍華德休斯研究院的資助。

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