复旦马红教练Plant Cell连发两项成果

复旦大学的马红教授，是活跃于美国科学界的卓有成就的年轻华人科学家之一，科研成果丰硕。他发现了植物第一个编码G蛋白亚基，同时也是花同源异型框基因的共同发现者。近期，马红教授带领的课题组，在植物学顶级期刊《plant Cell》接连发表了两项研究成果。点击阅读马红教授的更多研究成果：复旦马红pNAS、plantCell连发重要成果；复旦大学马红pNAS发表新成果；复旦大学马红《Genes&Dev》最新成果。

其中一项研究成果是于4月26日发表，题为“Feedback Regulation of DYT1 by Interactions with Downstream bHLH Factors promotes DYT1 Nuclear Localization and Anther Development”。在这项研究中，马红团队通过酵母双杂交系统筛选到143个DYT1相互作用的蛋白，并发现其中三个bHLH转录因子为DYT1的下游基因，其表达受DYT1调控。这三个转录因子不仅与DYT1相互作用、共同调节下游特异基因的表达，并且与DYT1在细胞核内的特异性分布关系密切。进一步研究揭示了bHLH010/089/091分别可以通过一个全新而保守的BIF结构域(ββαββα)与DYT1形成异源二聚体，一方面协助入核能力差的DYT1特异的分布到细胞核内，另一方面不同的bHLH-DYT1异源二聚体又分别激活各自特异的下游基因，从而精确调节花药发育的转录网络，进而调节花药正常发育过程。

该研究团队构建了缺失BIF结构域以及对BIF结构域关键位点进行定点突变的DYT1突变体，发现BIF结构域的缺失或定点突变破坏了DYT1和bHLH010/089/091的相互作用，并影响了DYT1在花药绒毡层细胞的核定位，从而进一步影响了DYT1对下游基因的激活以及DYT1在花药发育过程中的功能。从而揭示了转录因子DYT1和bHLH010/089/091之间复杂的前反馈和正反馈调节机制，并阐明了一个新的结构域BIF结构域及其在花药转录调控中的作用。该文章的第一作者是复旦大学生科院的崔洁博士，通讯作者是常芳副教授和马红教授。

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7月6日，马红带领的课题组与美国迈阿密大学的科学家合作，又在《plant Cell》发表了一项学术成果，题为“The pHD Finger protein MMD1/DUET Ensures the progression of Male Meiotic Chromosome Condensation and Directly Regulates the Expression of the Condensin Gene CAp-D3”。这项研究的通讯作者是副研究员王应祥。

染色体浓缩是由凝缩蛋白介导的一个过程，对于细胞分裂过程中的染色体分离是必不可少的。不同于快速的有丝分裂染色体凝结，减数分裂染色体凝结发生在一个相对较长的前期I，因为与染色体轴形成和同系物相互作用的协调，因此是异常复杂的。但是，调节减数分裂染色体凝缩从前期I到中期I逐步发展的分子机制仍不明确。

这项研究表明，拟南芥减数分裂pHD指蛋白MMD1/DUET，对于前期I染色体到中期I二价染色体的渐进压缩，是必不可少的。MMD1 pHD是其在染色体凝缩中的功能所必需的，并结合到甲基化组蛋白的尾巴上。转录组分析和qRT-pCR显示，凝缩蛋白基因在mmd1性母细胞中的表达显著降低。此外，MMD1可特异性地结合到凝缩蛋白亚基基因CAp-D3的启动子区，以增强其表达。

此外，cap-d3突变体表现出相同的凝缩染色体缺陷，从而揭示出减数分裂染色体凝缩的一种MMD1依赖性调节机制，这部分是通过促进凝缩蛋白基因表达而发挥作用的。总之，这些结果提供了强有力的证据表明，组蛋白阅读器MMD1/DUET定义了调节减数分裂前期I染色体凝缩进展的一个重要步骤。

（生物通：王英）

生物通推荐原文：
The pHD Finger protein MMD1/DUET Ensures the progression of Male Meiotic Chromosome Condensation and Directly Regulates the Expression of the Condensin Gene CAp-D3. The plant Cell. Advance publication July 6, 2016, doi: 10.1105/tpc.16.00040

Feedback Regulation of DYT1 by Interactions with Downstream bHLH Factors promotes DYT1 Nuclear Localization and Anther Development. plant Cell. 2016 May;28(5):1078-93. doi: 10.1105/tpc.15.00986.