我室病原真菌功能基因组学团队在真菌表观调控领域取得重要进展

生长抑制因子蛋白家族（ING）是一类重要的肿瘤抑制因子。在正常的细胞中，ING蛋白能够抑制肿瘤的形成与生长，如果ING蛋白的功能被打破，癌症就有可能发生。小麦赤霉菌等丝状真菌的基因组中同样发现了生长抑制因子蛋白的编码基因，然而其功能及调控机制尚不清楚。

近日，我室病原真菌功能基因组学研究团队在自然指数期刊PLoS Genetics上发表了题为“Opposing functions of Fng1 and the Rpd3 HDAC complex in H4 acetylation in Fusarium graminearum”的研究论文，阐明了小麦赤霉菌生长抑制因子蛋白Fng1在调控生长发育及侵染中的重要功能，发现其与Rpd3组蛋白脱乙酰化复合体之间的直接联系，揭示了两者在调控H4组蛋白乙酰化和基因转录过程中的相反作用。

该研究对小麦赤霉菌中的生长抑制因子蛋白Fng1进行敲除，发现与动物中其生长抑制的功能不同，该基因缺失后，反而会导致菌落生长严重滞缓，且有性发育、产孢及侵染能力也完全丧失。长期培养fng1突变体会发现角变现象，且几乎所有角变子都位于Rpd3脱乙酰化复合体的三个关键亚基：Rpd3、Sin3以及Sds3上，说明Fng1与Rpd3组蛋白脱乙酰化复合体之间存在专一的关联。Fng1和Rpd3共定位于细胞核，且主要作用于常染色质区，但是两者在调控组蛋白乙酰化时功能恰好相反。进一步研究发现Fng1与组蛋白乙酰转移酶复合体Nua4的核心亚基Esa1互作，从而介导了对组蛋白H4乙酰化的调控。RNA-seq测序发现Fng1和Rpd3调控的基因存在大量的重叠，且这部分基因中大部分在酵母中不存在同源基因。有意思的是，我们发现RNA-seq和ChIP-seq的数据不具备显著相关性，究其原因，在fng1突变体中，组蛋白甲基转移酶Kmt6和Set1表达显著上调，且这两个酶介导的H3K4和H3K27甲基化与Fng1介导的基因调控之间存在相关性。因此，Fng1很可能通过间接调控组蛋白甲基化和直接调控组蛋白乙酰化介导了对转录的调控。

Fng1参与组蛋白乙酰化调控的主要途径

博士研究生江航为该论文的第一作者，我室江聪研究员与普度大学的Jin-Rong Xu教授为该论文的共同通讯作者。研究得到了国家自然科学基金、陕西省创新人才推进计划-青年科技新星等项目的资助。旱区作物逆境生物学国家重点实验室为论文的完成提供了设备和技术支持。