2024年2月1日，万博英超狼队网官方网 董愛武團隊於Cell Reports雜誌在線發表題為“Histone methylation readers MRG1/2 interact with PIF4 to promote thermomorphogenesis in Arabidopsis”的研究論文，研究發現組蛋白甲基化修飾閱讀蛋白MRG1/2與調控熱形態建成的關鍵轉錄因子PIF4相互作用，在溫度升高的條件下，促進PIF4靶基因（熱響應基因）上組蛋白乙酰化修飾的建立，促進熱響應基因的轉錄；此外，MRG2還通過與光敏色素B（phyB）競爭結合PIF4，在蛋白質水平穩定PIF4。因此，該研究揭示了MRG-PIF4複合體可以在多個層麵促進擬南芥熱形態建成的分子機製。
對固著生物而言，植物感知並響應周圍環境的溫度變化對其生長發育至關重要。當周圍環境溫度升高時，擬南芥會展現出下胚軸伸長、葉柄伸長以及早花等一係列被稱之為熱形態建成的表型，而糧食作物的相應表型變化最終會導致產量下降，因此研究植物響應高溫的分子機製具有重要的理論意義及應用價值。
本研究發現在溫和高溫（28℃）條件下，同野生型相比，缺失MRG1/2的擬南芥突變體mrg1 mrg2表現出與PIF4缺失突變體pif4類似的熱形態建成缺陷，暗示MRG1/2和PIF4具有類似的生理功能並可能調控相同的遺傳通路。RNA-seq分析表明MRG1/2與PIF4共同調控了一批PIF4靶基因的表達，酵母雙雜交、Pulldown、BiFC和Co-IP等實驗證明了PIF4與MRG2蛋白存在直接的物理相互作用。ChIP-seq及ChIP-qPCR分析表明：PIF4作為熱形態建成的中心轉錄因子，在溫度升高後主要富集在其靶基因的啟動子區域並招募MRG2，而MRG2可以與負責組蛋白H4K5ac修飾的乙酰轉移酶HAM1/2直接互作，因此PIF4-MRG2蛋白複合體促進了PIF4靶基因上H4K5ac修飾的建立，進而增強了熱響應基因YUC8和SAUR19等的轉錄，從而促進植物的熱形態建成。除此之外，與野生型相比，mrg1 mrg2突變體中的PIF4蛋白減少，即MRG2缺失促進了PIF4蛋白的降解，深入分析發現MRG2可以與植物熱響應負調控因子phyB競爭結合PIF4，進而抑製PIF4降解。綜上所述該工作不僅為表觀遺傳調控因子參與植物熱形態建成提供了新的信息，也豐富了PIF4在蛋白質水平的調控機製。
A.28℃條件下，mrg1 mrg2表現出與pif4突變體類似的熱形態建成缺陷；B. ChIP-seq及RNA-seq結果顯示PIF4-MRG2共同調控靶基因；C. PIF4-MRG2促進靶基因上H4K5ac的建立；D. mrg1 mrg2突變體中PIF4蛋白減少；E. MRG2與phyB競爭結合PIF4；F. PIF4-MRG2共同參與植物高溫響應的模式圖。
董愛武團隊的博士研究生周娜娜和李成章為該論文的共同第一作者，狗万外围充值 董愛武教授和威斯康星大學麥迪遜分校劉兵博士為共同通訊作者。上述研究工作得到了國家自然科學基金、狗万外围充值 遺傳工程國家重點實驗室的資助。
全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.113726