近日，beat365官方网站/定量生物學中心/北大-清華生命科學聯合中心來魯華教授課題組與beat365生命科學學院/北大-清華生命科學聯合中心瞿禮嘉教授課題組、beat365定量生物學中心/北大-清華生命科學聯合中心齊志研究員課題組合作，揭示了轉錄抑制子與DNA形成液液相分離的新機制。作為遺傳信息的載體，DNA在細胞中被緊密組裝在不同的染色質結構域中，而如何調控這些染色質結構域的組裝，從而控制基因的轉錄仍然是未解之謎。生物大分子的相分離現象是指蛋白質及核酸等分子通過多價相互作用在細胞中形成無膜包裹的細胞器，在大分子結構組裝、功能調控和信号轉導中發揮着重要的作用。該研究工作發現拟南芥轉錄抑制子VRN1與DNA形成液液相分離，揭示了相變的分子機制，為理解轉錄抑制子調控染色質結構變化和基因轉錄調控提供了全新的視角。相關工作近期發表在德國應用化學雜志上（ Zhou HB, Song ZH, Zhong S, Zuo LY, Qi Z*, Qu, L-J*, Lai LH*, Mechanism of DNA-induced phase separation for transcriptional repressor VRN1, Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 4858-4862 ）

       VRN1是植物響應春化過程的重要蛋白, 通過抑制開花抑制基因FLC的轉錄從而促進植物的開花過程。春化現象是指植物需要經過一段時間的持續低溫才能開花，實現從營養生長階段向生殖生長階段的轉變，是植物生長繁育的重要過程。VRN1蛋白包含兩個DNA 結合結構域，中間由長無序鍊連接。他們的研究表明VRN1的兩個DNA結合結構域和無序連接鍊對于相分離都起到了重要作用，無序連接鍊上的電荷分布對于相分離起到了關鍵調控作用。無序鍊上隻包含負電荷區時不能與DNA發生相分離，隻包含正電荷區時與DNA形成無規聚集體，隻有當分離的正負電荷區都存在時才能形成液液相分離。他們還使用DNA Curtains技術對VRN1的相分離現象進行了單分子水平研究，并在植物細胞中觀測到了VRN1在細胞核中與DNA形成了相分離結構，說明轉錄抑制子可能通過相分離的形式調控染色質結構，從而抑制基因的轉錄。北大-清華生命科學聯合中心博士生周華斌是本文的第一作者，beat365生命科學院博士生宋子菡、鐘聲博士和生命科學聯合中心博士生左琳彧參與了這項研究。該研究得到了國家科技部、自然科學基金委員會和北大-清華生命科學聯合中心的資助。

  圖1. VRN1中間無序連接鍊上的電荷分布調控了VRN1與DNA形成的相分離

原文鍊接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201810373