何新建课题组发现组蛋白乙酰化酶HAC1/5是MEDIATOR复合物的植物特异亚基

来源：JIPB

MEDIATOR复合物是真核生物中普遍存在的多亚基复合物，负责连接转录因子与RNA聚合酶Pol II，对基因的转录起始发挥重要作用。然而，目前植物中对MEDIATOR复合物的研究多集中于其部分亚基的生物学功能，对其具体蛋白组成以及调控基因转录的分子机制知之甚少。

JIPB近日在线发表了北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院何新建课题组题为“The CBP/p300 histone acetyltransferases function as plant-specific MEDIATOR subunits in Arabidopsis”的研究论文。该研究发现CBP/p300家族的组蛋白乙酰化酶HAC1和HAC5作为植物特异的MEDIATOR亚基和MEDIATOR共同参与转录调控进而影响植物的开花等发育过程。

图1 MEDIATOR保守组分与组蛋白乙酰化酶HAC1/5形成复合物控制开花时间。

何新建课题组首先通过亲和纯化质谱分析的方法在拟南芥中鉴定到了28个MEDIATOR保守的亚基。首次通过生化的实验手段直接验证了拟南芥中MEDIATOR复合物激酶模块（MED12, MED13, CDK8以及CYCC1-1/2）以及MED30亚基的存在，并且发现先前报道的植物特异亚基MED34-37以及基于生物信息学分析发现的MED26在拟南芥中很可能都不存在（图1）。此外，通过质谱鉴定发现了植物特异的MEDIATOR亚基HAC1和HAC5。通过酵母双杂交实验，发现HAC1/5与MED8和MED25能够发生直接相互作用，进而联系CBP/p300与MEDIATOR复合物。

拟南芥hac1hac5和med8med25的突变体表现出高度相似的生长发育表型，包括开花时间变晚，植株变小，育性降低等。通过RNA-seq分析，该研究发现HAC1/5和MED8/25共同调控了一系列基因的表达，特别是开花相关基因的表达。HAC1/5和MED8/25在GRP7等开花调控基因上富集，直接调控植物的开花时间。此外该研究还发现MED8与HAC1蛋白具有液液相分离的特征，在体外形成液滴样结构，并在部分体内细胞中呈现出共定位现象（图1）。这种MED8蛋白的液滴结构在体外实验中能够吸收富集RNA聚合酶Pol II，提示其与转录功能密切关联。MEDIATOR复合物介导形成的生物分子凝集体可能为转录调控的进行提供了一个高度动态的区室环境，进而促使转录过程的高效有序进行。

总之，该研究鉴定了拟南芥中MEDIATOR复合物的完整组成，并揭示了其参与转录调控的可能机制以及与组蛋白乙酰化之间的联系。何新建课题组博士研究生郭靖为该论文第一作者，何新建研究员为通讯作者。该研究得到了北京市和科技部相关项目支持。