西亚试剂：：拟南芥剪接蛋白参与RNA介导DNA甲基化

2013年3月23日，北京生命科学研究所何新建实验室在《The EMBO Journal》杂志在线发表题为“The splicing machinery promotes RNA-directed DNA methylation and transcriptional silencing in Arabidopsis”的论文。该论文报道了模式植物拟南芥中负责mRNA前体剪接的蛋白参与了RNA介导的DNA甲基化（RdDM）和转录水平的基因沉默。

DNA甲基化是一种重要的染色质修饰方式，它有助于维持基因组的稳定，使基因组中的可转座元件处于抑制的状态，它还可以参与基因表达的调控。在模式植物拟南芥中，DNA甲基化的建立主要依赖RNA介导的DNA甲基化途径，但是研究者对其具体作用机制还了解甚少。该研究利用筛选DNA去甲基化酶基因突变体的抑制子，发现了一个基因的突变。该基因的编码蛋白包含锌指结构区域和保守的八次重复区域，是一个尚未研究的植物特异蛋白，被命名为ZOP1。该研究表明，ZOP1参与了RNA介导的DNA甲基化途径。在zop1突变体中，不仅RdDM途径中的RNA聚合酶IV产生的一些小RNA的累积水平受到了影响，而且基因组上很多RdDM靶向位点的DNA甲基化和转录水平的基因沉默也受到了受到了影响。进一步研究发现，RdDM途径中的典型组分的突变（nrpd1、nrpe1或ago4）与zop1突变在某些基因组位点对基因沉默的影响有加性效应，这表明ZOP1对基因沉默的作用并不完全依赖RdDM途径，它还可以通过不依赖RdDM的途径对基因沉默产生作用。

该研究发现，在zop1突变体中，数百个基因的mRNA前体的正常剪接受到了影响，而且ZOP1蛋白可以和很多典型的负责剪接的蛋白相互作用，是一个负责mRNA前体剪接的剪接因子。免疫荧光定位结果表明，ZOP1与负责snRNPs组装的细胞核中的Cajal body 有共定位，这进一步证明ZOP1是一个mRNA前体的剪接因子。以前的研究表明，RdDM途径中的重要蛋白AGO4、RDR2和DCL3也与Cajal body有共定位，这揭示ZOP1在Cajal body的定位与它在RdDM途径中的功能是相关的。在Cajal body以外，ZOP1还可以与RdDM中的重要组分NRPE1和DRM2部分共定位。这些结果有助于揭示ZOP1在RdDM途径中的具体作用机制。作者进一步利用多个其它剪接相关的突变体进行研究，结果表明，在这些突变体中，RdDM和转录水平的基因沉默都收到了影响。这些研究结果表明，植物体中的mRNA前体剪接机器在RNA介导DNA甲基化和转录水平的基因沉默过程中发挥了重要作用，有助于揭示真核生物中mRNA前体剪接机器参与染色质修饰的机制。

北京生命科学研究所何新建实验室的博士后张翠军、刘军和实验员周进兴是论文的共同第一作者。何新建博士是该论文的通讯作者。其他参与该研究的人员还包括何新建实验室的马泽阳、张素维、窦坤，核酸测序中心的蔡涛博士和黄焕伟，美国加州大学河滨分校的刘仁义博士，以及中科院上海生命科学研究所逆境生物学研究中心和美国普渡大学的朱健康博士。该研究在北京生命科学研究所完成，得到科技部和北京市政府的资助

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