Plant Cell：植物叶片衰老表观遗传学调控新机制
景杰生物/报道
编者按：叶片衰老受到严苛的调控过程，是叶片发育的最后阶段。伴随着叶片年龄的增长，大量叶片衰老相关基因会被诱导表达。研究发现很多叶片衰老相关基因的诱导表达与组蛋白第三亚基四号赖氨酸的三甲基化（H3K4me3）水平增高正相关，但其分子调控机制尚不清楚。
中国科学院植物研究所金京波研究组和中国科学院遗传与发育生物学研究所曹晓风研究组合作研究，揭示了拟南芥JMJ16通过其组蛋白第三亚基四号赖氨酸（H3K4）去甲基化酶活性抑制植物叶片衰老的表观遗传学分子机制。该研究于2月1日在线发表在国际学术期刊Plant Cell上。
H3K4me3水平是由组蛋白甲基转移酶和组蛋白去甲基化酶协同调控的。研究人员发现一个JmjC功能域包含蛋白JMJ16的突变体具有叶片早衰表型。进一步研究发现，JMJ16具有H3K4组蛋白去甲基化酶活性，并通过其酶活性负调控叶片衰老。
在成熟叶片中（叶片衰老前），JMJ16与2个叶片衰老的正调节因子WRKY53和SAG201基因组结合，并通过降低这些基因的H3K4me3水平，抑制这些基因的提前表达；而在叶片衰老起始叶片中，JMJ16蛋白水平急剧下降，导致这些基因的H3K4me3水平和转录水平增高，从而起始叶片衰老程序。
值得一提的是，不久前，我们分享过金京波课题组以拟南芥为研究对象，揭示了SUMO E3连接酶SIZ1通过SUMO化修饰转录抑制因子TPR1调控植物免疫反应的作用机制。相关研究成果在线发表于国际学术期刊Molecular Plant上。
点击阅读：MOL PLANT:SUMO化修饰调控植物免疫反应新途径
SIZ1介导的SUMO化修饰调控植物免疫反应的模式图
这些研究表明，SUMO化修饰、新型酰化修饰、组蛋白去甲基化等的蛋白质翻译后修饰调控机制，在植物的环境胁迫感应、植物免疫、植物发育等生命活动过程中发挥的重要的调控作用。
参考文献：
Liu Peng, et al., 2019, The histone H3K4 demethylase JMJ16 represses leaf senescence in Arabidopsis. Plant Cell.
DeNiu, et al., 2018, SIZ1-Mediated SUMOylation of TPR1 Suppresses Plant Immunity in Arabidopsis. Molecular Plant.
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