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我室水稻团队揭示水稻能量代谢表观调控机制

信息来源:作物遗传改良国家重点实验室    发布时间:2017-09-20
9月14日,我水稻团队周道绣课题组在《Nucleic Acids Research》上在线发表了题为“Rice NAD+-dependent histone deacetylase OsSRT1 represses glycolysis and regulates the moonlighting function of GAPDH as a transcriptional activator of glycolytic genes”最新研究成果。该项研究揭示了水稻组蛋白去乙酰化酶OsSRT1通过介导组蛋白和糖酵解中的关键酶3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)的去乙酰化直接抑制水稻糖酵解代谢途径,从而调控水稻能量代谢的表观调控机制,在作物中首次揭示了表观调控与能量代谢的关系。

组蛋白去乙酰化是一种重要的染色质表观修饰形式。一般情况下,该修饰可以增强DNA与组蛋白八聚体的结合,使核小体结构变得紧密,阻止各种转录因子和辅助转录因子与DNA结合位点特异性结合,抑制基因表达。水稻OsSRT1是一个依赖NAD+的去乙酰化酶。周道绣课题组前期研究结果表明该基因下降表达会导致活性氧爆发和细胞死亡,超表达该基因后可以增强水稻对氧化胁迫的抗性Huang et al., 2007。这些研究结果表明OsSRT1参与植物细胞氧化还原状态的调控。众所周知,作为自养性的植物,其初级碳及能量代谢与动物可能存在很大的差异。尽管前期的实验结果表明OsSRT1可以直接参与种子和幼苗中代谢相关基因的表观调控(Zhong et al., 2013; Zhang et al., 2015)。但是OsSRT1是如何调控植物细胞中能量和代谢流的机制还不是十分清楚。在本研究中,周道绣课题组通过遗传学、分子生物学和生物化学等方法证明OsSRT1与水稻糖酵解中的关键限速酶3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)相互作用,同是也发现3-磷酸甘油醛脱氢酶具有直接调控一系列糖酵解酶基因的转录激活功能。研究还发现,OsSRT1通过调节GAPDH的赖氨酸乙酰化水平对其转录活性、核质中的比例进行动态调控,进而影响水稻的能量代谢。

本论文的第一作者是张华博士,周道绣教授为该文的通讯作者,赵毓教授也是该文的共同作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重大研发计划、111引智计划、华中农业大学校内创新基金、中央高校基本科研业务费专项基金和人才启动基金等的资助。

 

相关链接:

https://academic.oup.com/nar/search-results?page=1&q=OsSRT1&fl_SiteID=5127&allJournals=1&SearchSourceType=1

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1914135/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23825566

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27181944

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