沈文輝實驗室和董愛武實驗室的合作研究——NAP1家族組蛋白分子伴侶在植物體細胞同源重組中具有重要功能,在The Plant Cell雜誌在線發表,第一作者為研究生高娟和青年教師朱炎。
同源重組(Homologous Recombination,HR)對於維持基因組穩定和變異至關重要,同源重組之前染色質需要釋放出DNA,而同源重組之後染色質結構需要重新構建。研究發現擬南芥中敲除NAP1或是NAP1相關蛋白(NRP)亞家族成員都會造成植物在正常生長以及外界脅迫條件下同源重組頻率的下降,這種現象與已報道的染色質組裝因子(CAF-1)組蛋白分子伴侶缺失導致的重組頻率升高現象相反。此外CAF-1缺失導致的高頻率重組現象依賴於NRP1/NRP2,這種依賴在重組中特異,因為CAF-1缺失導致的端粒長度縮短的表型不依賴於NRP1/NRP2。對於DNA損傷、組蛋白H3K56乙酰化和DNA修複基因表達的研究支持了NAP1家族組蛋白分子伴侶通過核小體組裝/去組裝參與同源重組的論點,顯示了不同組蛋白分子伴侶在維持基因組穩定性方麵發揮不同的功能,首次證明了NAP1家族組蛋白分子伴侶在真核生物體細胞同源重組中具有重要作用。
沈文輝實驗室和董愛武實驗室多年合作研究植物組蛋白分子伴侶NAP1家族蛋白的功能,前期研究工作報道了NAP1與 NRP的功能差異,如發現植物NAP1蛋白可以在細胞質與細胞核之間穿梭且可以與微管蛋白及細胞周期蛋白B1相互作用參與細胞周期調控(Dong et al, Plant Physiology, 2005); 缺失3個NAP1基因的突變體在正常生長條件下,沒有表現出生長發育的異常,但對逆境環境的適應能力明顯減弱, NAP1蛋白可以結合到DNA損傷修複相關基因AtCEN1, AtCEN2 和AtXPB的啟動子區調節其表達,參與DNA的修複過程(Liu et al, The Plant Journal, 2009);缺失2個NRP基因的突變體表現根的發育異常及染色質結構的穩定性下降,如沉默基因釋放、對DNA損傷處理更為敏感等,NRP蛋白可以與調控根發育的PLT2,GL2以及異染色質區域的TSI等基因結合(Zhu et al, The Plant Cell, 2006)。目前在線發表的工作表明了NAP1與 NRP在植物體細胞同源重組中的作用相同。