Nat Genet | 何川团队揭示无序区限制RNA和组蛋白去甲基化酶的染色质靶向并建立作物改良新策略

该研究由芝加哥大学/HHMI何川团队在Nature Genetics在线发表，揭示了RNA和组蛋白去甲基化酶中内在无序区（IDR）限制其染色质靶向的机制。背景：FTO和ALKBH5均催化RNA m6A去甲基化，但FTO主要作用于染色质相关RNA（caRNA），而ALKBH5主要作用于mRNA，导致功能差异；植物中过表达FTO可促进生长，但植物自身ALKBH5同源蛋白无类似效应。研究目的：解析FTO与ALKBH5功能差异的分子基础，探索改造植物ALKBH5同源蛋白以赋予其染色质调控能力的策略。结论：研究发现ALKBH5的C端IDR通过与外显子连接复合体相互作用将其活性锚定于mRNA，限制其染色质调控；删除IDR后，ALKBH5转向靶向caRNA，引起染色质开放和转录激活。该限制机制也存在于多种组蛋白去甲基化酶中。基于此，研究提出了“添加核定位信号+删除IDR”的改造策略，成功使植物ALKBH5同源蛋白获得类似FTO的促生长能力，在水稻中实现产量和生物量提升，为作物改良提供了基于RNA表观修饰的新策略。