组蛋白赖氨酸甲基化是真核生物体内广泛存在的一种组蛋白共价修饰，它在调控基因转录活性、异染色质的形成、DNA的损伤修复以及DNA重组等过程中发挥着重要作用。作为维持体内组蛋白甲基化稳态的重要分子，植物基因组学国家重点实验室曹晓风研究组前期研究发现JMJ14是拟南芥中的一个组蛋白H3K4去甲基化酶，组蛋白去甲基化酶是如何精确定位到染色质上的靶位点是表观遗传研究领域中的重要科学问题。

 

        已有研究表明JMJ14在调控拟南芥开花、DNA甲基化以及转基因沉默等过程中发挥着重要作用。曹晓风研究组通过遗传学等实验手段发现JMJ14的FYR结构域对其生物学功能是不可或缺的。通过染色质免疫共沉淀结合高通量测序技术（ChIP-seq），研究者们发现缺失了FYR结构域的JMJ14无法在染色质上正确定位。研究者们进一步筛选获得高度同源的转录因子NAC050和NAC052，发现二者能够直接结合JMJ14的FYR结构域相互作用。ChIP-seq的结果表明，NAC050和NAC052在拟南芥的基因组中拥有与JMJ14共同的靶位点。研究还发现NAC050和NAC052可以直接结合靶基因中的一段“CTTGNNNNNCAAG”回文序列并通过JMJ14的FYR结构域将JMJ14招募到靶基因并行使其功能。nac050和nac052功能缺失突变体表现出和jmj14突变体类似的转基因沉默受到抑制的表型也进一步证明了JMJ14和NAC050与NAC052共同发挥生物学功能。

 

        该研究成果在植物中揭示了组蛋白去甲基化酶在染色质上的定位机制，并首次发现转录因子可以招募组蛋白去甲基化酶到达基因组上的靶位点，对进一步深入研究组蛋白去甲基化酶调控植物生长发育具有重要意义。本研究于2015年4月28日发表于Cell Discovery（doi:10.1038/celldisc.2015.3），曹晓风研究组的博士生张率斌和博士后周兵为该论文的共同第一作者。本研究得到了科技部重大研究计划和基金委项目的资助。