ISWI染色质量重塑复合体的进化保守性及其在植物胚胎发育中的功能研究

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染色质是承载表观遗传信息的模板。核小体是染色质的基本单位。ATP依赖型染色质重塑复合体能够利用水解ATP获得的能量,移动、组装、替换、剔除核小体,导致染色质结构的变化,从而调控基因的表达状况。在真核生物中,保守的ATP依赖型染色质重塑复合体的核心成分主要分为SWI/SNF,ISWI,CHD,INO80四个家族。ISWI家族的染色质重塑复合体一般包含2-4个亚基,包括具有催化功能的核心蛋白以及一个或多个辅助蛋白。核心蛋白ISWI主要包括ATPase结构域,HAND结构域,SENT结构域和SLIDE结构域。这些结构域在不同物种间都非常保守。而ISWI辅助蛋白的结构在不同物种间唯一保守的结构域是其DDT结构域。通过对拟南芥的ISWI蛋白CHROMATIN REMODELING11(CHR11)的研究,我们发现SLIDE结构域负责CHR11蛋白与拟南芥DDT结构域蛋白RLT1之间的相互作用。此外,我们发现人类的ISWI蛋白SNF2H也可以通过SLIDE结构域与拟南芥的DDT结构域蛋白RLT1以及DDP1相互作用。因此,在真核生物中ISWI蛋白通过SLIDE结构域与DDT结构域蛋白形成蛋白复合体的机制很可能是保守的。在拟南芥的发育过程中ATP依赖型的染色质重塑因子起着重要的调控作用。拟南芥ISWI家族的蛋白CHR11和CHR17的双突变以及CHD家族的蛋白PIKLEL(PKL)的突变体,均表现出严重的发育学缺陷。我们发现chr11chr17pkl三突变出现胚胎致死的现象,表明在拟南芥中ISWI与PKL协同调控了拟南芥的胚胎发育。
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