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Mechanism of DNA‐Induced Phase Separation for Transcriptional Repressor VRN1

抑制因子 DNA 春化 内在无序蛋白质 拟南芥 基因 核酸 细胞器 基因表达 生物 化学 细胞生物学 生物化学 生物物理学 突变体
作者
Huabin Zhou,Zihan Song,Sheng Zhong,Linyu Zuo,Zhi Qi,Li‐Jia Qu,Luhua Lai
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:58 (15): 4858-4862 被引量:85
标识
DOI:10.1002/anie.201810373
摘要

Abstract Phase separation of proteins/nucleic acids to form non‐membrane organelles is crucial in cellular gene‐expression regulation. However, little is known about transcriptional regulator phase separation and the underlying molecular mechanism. Vernalization 1 (VRN1) encodes a crucial transcriptional repressor involved in plant vernalization that contains two B3 DNA‐binding domains connected by an intrinsic disorder region (IDR) and nonspecifically binds DNA. We found that the Arabidopsis VRN1 protein undergoes liquid–liquid phase separation (LLPS) with DNA that is driven by multivalent protein–DNA interactions (LLPS), and that both B3 domains are required. The distribution of charged residues in the VRN1 IDR modulates the interaction strength between VRN1 and DNA, and changes in the charge pattern lead to interconversion between different states (precipitates, liquid droplets, and no phase separation). We further showed that VRN1 forms puncta in plant cell nuclei, suggesting that it may stabilize the vernalized state by repressing gene expression through LLPS.
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