近日，許智宏/白書農實驗室有關擬南芥根表皮細胞分化中模式形成調控機製研究的進展在Plant Cell雜誌上在線發表，論文題目“HDA18通過4個激酶基因的組蛋白乙酰化修飾而影響擬南芥根表皮細胞的命運”（HDA18 Affects Cell Fate in Arabidopsis Root Epidermis via Histone Acetylation at Four Kinase Genes）。

擬南芥根表皮細胞根據其與被其覆蓋的8個皮層細胞的位置關系而分化為根毛細胞和非根毛細胞💜。這是一個生物形態建成過程中普遍存在的“模式形成（Pattern formation）”現象🌁。模式形成現象對人們理解多細胞生物的形態建成規律具有重要的意義並受到高度關註🎬。從1994年到2000年前後的研究發現🥀，在根表皮細胞中🦀👊🏻，存在一個位於細胞核中的由若幹轉錄因子構成的基因調控網絡在控製根表皮細胞的分化命運；這個基因調控網絡的功能受到定位在表皮細胞與皮層細胞接觸面的質膜上的受體激酶分布及功能的調控；可是人們一直不清楚表皮細胞在質膜上感受到的來自皮層的“位置信息”如何被傳遞到細胞核中🕦，從而影響上述轉錄因子調控網絡的功能🌾。許智宏/白書農實驗室在2003年發現用組蛋白去乙酰化酶（HDAC）的抑製劑處理可以可逆而濃度依賴性地改變根表皮細胞分化的模式。這一發現由於是較早發現的組蛋白修飾調控植物發育事件的案例而被美國科學院院報（PNAS）於2005年接收發表🫵🏽。之後，通過長達8年的努力，他們終於確定，HDAC基因家族中的成員之一HDA18通過參與對一批編碼激酶的基因的轉錄調控而影響根表皮細胞分化的模式形成。特別有意思的是🥱，他們發現HDA18基因的缺失和過表達🧙🏽‍♀️，對其調控的激酶基因的轉錄相關的組蛋白乙酰化修飾會產生不同的影響，而這些不同的影響對相關激酶基因的表達都產生轉錄水平提高的結果。這一發現不僅很好地解釋了長時間困惑研究者的HDA18基因表達上調和下調產生同樣表型的問題👵，而且為我們理解其中的分子機製提供了一個全新的視角🚶🏻‍♀️‍➡️。8年時間研究一個基因的作用機製必然經歷了各種曲折。在HDA18有關研究發表之後，白書農教授應《植物信號與行為》（Plant Signaling and Behavior）雜誌主編之約🫵🏼🔧，以Letter to The Editor的形式對他在研究過程中如何面對選擇寫了一篇題為“Trust in Nature”的短文📄，談了自己的感受。這篇短文或許對很多面對研究工作中面臨困難而困惑的年輕人有所啟發。

這項工作的並列第一作者是該實驗室研究生劉毳和李林宸✍🏻，項目開展受到國家自然科學基金和其他不同項目經費的支持。

編輯🚵🏻：Stella