Новый механизм распознавания метилирования H3K27

27 сентября исследовательская группа под руководством профессора MA Zhonghua из Колледжа сельского хозяйства и биотехнологии Чжэцзянского университета опубликовала статью "Fusarium BP1 is a reader of H3K27 methylation" в журнале Nucleic Acids Research.

Метилирование гистона H3 по лизину 27 (H3K27me3) приводит к образованию факультативного гетерохроматина и репрессии транскрипции. У животных и растений комплекс PRC2 катализирует и поддерживает H3K27me3, а комплекс PRC1 распознаёт H3K27me3, катализирует модификации H2Aub, способствует компактизации хроматина и рекрутирует PRC2. Хотя PRC2 хорошо консервативен и у грибов, компоненты PRC1 в этом царстве отсутствуют, поэтому механизм распознавания H3K27me3 у грибов оставался неизвестным.

Фузариоз колоса, вызываемый Fusarium graminearum, — разрушительное заболевание злаков во всём мире. Помимо потери урожая, микотоксины дезоксиниваленол (DON) и его производные, продуцируемые патогеном в заражённом зерне, представляют серьёзную угрозу для здоровья людей и животных. Для разработки новых методов борьбы с болезнью необходимо изучать патогенез и механизмы биосинтеза токсинов.

Группа профессора Ma интенсивно изучает биологическую функцию эпигенетических модификаций (ацетилирования, метилирования, убиквитинирования и фосфорилирования) в патогенезе и биосинтезе токсинов у F. graminearum. В данной работе исследователи идентифицировали белок BP1, содержащий домены BAH и PHD, как "ридер" (распознающий белок) метилирования H3K27 у этого гриба. BP1 локализуется в геномных регионах, маркированных H3K27me3, и совместно репрессирует транскрипцию генов.

Мутант по делеции BP1 демонстрирует идентичные фенотипы по росту мицелия и вирулентности, а также сходные профили экспрессии генов вторичного метаболизма со штаммом, лишённым H3K27-метилтрансферазы Kmt6. Важнее всего, что BP1 может напрямую связываться с ДНК через свой PHD-палец, что, вероятно, увеличивает резидентность нуклеосом и усиливает транскрипционную репрессию в регионах-мишенях, маркированных H3K27me3.

"Это исследование даёт новое понимание механизма, с помощью которого PRC2 опосредует репрессию генов у грибов, что отличается от системы PRC1-PRC2 у растений и млекопитающих, — сказал профессор MA. — Оно также объясняет биологическую функцию метилирования H3K27 в регуляции патогенеза и биосинтеза токсинов у F. graminearum".