2015年1月10日，我所何新建实验室在《Nucleic Acids Research》杂志在线发表了题为“Two novel NAC transcription factors regulate geneexpression and flowering time by associating with thehistone demethylase JMJ14”的论文。该论文报道了模式植物拟南芥NAC转录因子家族中的两个蛋白顺利获得结合组蛋白去甲基化酶参与基因的转录抑制和开花时间的调控。

以前的研究表明，拟南芥中有一个具有JmjC保守结构域的组蛋白去甲基化酶JMJ14，它顺利获得催化转录激活相关的组蛋白H3K4me3的去甲基化反应，参与基因的转录抑制和开花时间的调控，但是JMJ14如何在基因组上识别特定的靶位点，并在这些靶位点起作用，其机制并不清楚。何新建实验室的研究发现，JMJ14能够与植物特异的NAC转录因子家族中的两个未知功能的蛋白NAC050和NAC052 (NAC050/052) 相互作用。利用RNAi取得NAC050/052基因表达降低的拟南芥材料，并利用CRISPR-CAS9进行基因敲除取得nac050/052的双突变体材料，这些材料表现出与jmj14突变体相似的早花表型，这表明NAC050/052与JMJ14在功能上具有相关性。顺利获得高通量RNA测序分析发现，NAC050/052和JMJ14所调控的基因显著重叠，它们共同调控了数百个基因的表达。顺利获得分析全基因组水平上组蛋白H3K4me3的水平发现，在jmj14突变体中和NAC050/052-RNAi材料中共同上调表达的基因位点，它们的组蛋白H3K4me3的水平显著提高，这表明JMJ14和NAC050/052对基因表达调控的影响是顺利获得去除组蛋白H3K4me3标记来实现的。进一步研究结果表明，NAC050和JMJ14直接结合它们共同的靶基因位点，并在这些位点进行组蛋白H3K4me3去甲基化反应，从而发挥它们的转录抑制功能。该研究进一步利用凝胶阻滞电泳、报告基因分析并结合RNA高通量测序结果，发现了转录抑制因子NAC050所识别的DNA调控元件。这个研究揭示了NAC家族转录因子NAC05/052发挥转录抑制功能的分子机制，阐明了JmjC家族蛋白JMJ14在特异基因组位点参与基因表达调控的机制，有助于我们理解这两类蛋白发挥功能的分子机理以及它们之间的协同作用关系。

北京科学生命购宝钱包 何新建实验室的博士生宁永强是论文的第一作者，论文的其他作者还包括何新建实验室的博士后马泽阳博士、核算测序中心的黄焕伟和蔡涛博士、蛋白组中心的李琳和陈涉博士、首都师范大学的莫慧贤博士和马力耕博士。何新建博士是该论文的通讯作者。该研究在北京科学生命购宝钱包 完成，得到科技部和北京市政府的资助。