我院2009届校友方晓峰在《PNAS》发表研究论文

【转自BioArt植物】

非编码RNA在转录和染色质修饰过程中起着非常重要的作用（Holoch and Moazed 2015）。很多RNA结合蛋白在染色质上参与转录调控（Cell | 武汉大学肖锐组与付向东组合作系统揭示新型转录因子-RNA结合蛋白参与调控转录）。目前对于酵母中21-24个核苷酸长度的小非编码RNA介导染色质修饰的机制研究得比较清楚，而长非编码RNA如何调控转录和染色质修饰还很不清楚。研究最多的是动物中X染色体失活过程中长非编码RNA Xist的作用，但这一过程的精确机制尚未阐明，也是领域的研究热点。

模式生物拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 中的FLOWERING LOCUS C (FLC) 基因是一个研究长非编码RNA如何调控转录和染色质修饰的完美体系。FLC基因受绝大多数染色质修饰的调控，且其反义链存在一类非编码RNA名为COOLAIR(Wu et al., 2020)。研究显示，RNA结合蛋白FCA介导COOLAIR的3’末端加工（Nature | 方晓峰博士等发现相分离在RNA 3’末端加工过程中的重要作用），然后引起FLC的染色质沉默，这一过程需要组蛋白H3K4me2去甲基化酶LSD1的同源物FLD 的参与 (Liu et al., 2007)，但机制未知。

2020年6月15日，PNAS 在线发表了题为The 3’ processing of antisense RNAs physically links to chromatin-based transcriptional control 的论文，进一步揭示了该过程的机制。

研究人员从FLD出发，通过质谱鉴定了两个蛋白，LUMINIDEPENDENS  (LD)  和  SET  DO MAIN  GROUP  26  (SDG26)，与FLD互作形成复合体共同抑制FLC的表达。通过前期开发的方法CLNIP-MS (Fang et al., 2019)，作者发现SDG26与包括FCA在内的RNA 3’加工因子相互作用，因此SDG26成为连接FCA和FLD的桥梁。进一步利用染色质沉淀技术（ChIP），作者发现FLD/LD/SDG26的主要功能是抑制H3K4me1的积累。有意思的是，与活跃转录紧密相关的H3K36me3的甲基化酶SDG8被认为可以识别H3K4me1 (Liu et al., 2018)。作者提出了以下模型：当非编码RNA COOLAIR被转录，FCA介导的3’端加工通过与SDG26的相互作用将FLD/LD/SDG26复合体带到FLC位点，该复合体可以抑制一个由H3K4me1、H3K36me3和转录机器形成的模块。由于该模块可以拮抗Polycomb对染色质进行H3K27me3修饰，FLD/LD/SDG26复合体间接促进H3K27me3修饰，从而抑制FLC的转录活性。这一发现扩展和增进了我们对RNA介导的染色质沉默过程的理解和认识，对其它物种中的研究具有借鉴作用。

我院2009届校友方晓峰为该论文的第一兼并列通讯作者，南方科技大学的吴柘教授为该论文的共同第一作者。

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