植物需要HSFA3與JUMONJI來幫它們記得酷熱

 

圖片來源：維基百科

生物在遇到惡劣的環境（如乾、熱）時會產生壓力反應，但是如果再次遇到相同的環境壓力的時候，反應就不會那麼激烈。這個過程可說是生物的適應，也可說生物還「記得」上次是怎麼回事，所以這次知道要怎麼應對。

最近的研究發現，阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）的HSFA3基因與植物對熱壓力的記憶有關。研究團隊發現，HSFA3會藉由和HSFA2以及其他幾個熱休克因子結合，來活化與熱壓力相關的記憶基因。這幾個蛋白質在一起，會使得組蛋白（histone）H3的第四個胺基酸（離胺酸）發生過量甲基化（hypermethylation），從而活化熱壓力相關基因的轉錄（transcription）。

同樣以阿拉伯芥為材料的研究發現，另一個基因JUMONJI也讓植物記得熱壓力。JUMONJI是一個組蛋白去甲基酶（histone demethylase），主要的功能為移除組蛋白H3在第27個胺基酸（離胺酸，H3K27）的甲基化有關。

研究團隊發現，JUMONJI會讓一些小熱休克基因區域上的H3K27的三甲基化（trimethylation）程度降低，使它們（HSP22與HSP17.6C）的表現量上升，造成植物可記得熱壓力。

參考文獻：

Friedrich, T., Oberkofler, V., Trindade, I. et al. Heteromeric HSFA2/HSFA3 complexes drive transcriptional memory after heat stress in Arabidopsis. Nat Commun 12, 3426 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23786-6

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