2021年11月3日，Nature發表了來自英國John Innes Centre研究所Caroline Dean實驗室題為 Cold-induced Arabidopsis FRIGIDA nuclear condensates for FLC repression的研究論文，該研究揭示了春化早期低溫誘導FRIGIDA大分子凝聚體形成，而阻抑FRIGIDA激活FLC，以實作FLC轉錄下調的分子機制，其中另一個有趣的發現是冷誘導的反義RNA COOLAIR促進了FRI縮合。
近日，《Nature》雜志線上發表了北京大學何躍輝課題組題為“Cold induction of nuclear FRIGIDA condensation in Arabidopsis” 的短文。該研究表明低溫誘導FRIGIDA大分子凝聚體形成與COOLAIR無關。
1.植物開花調控等背景介紹：
植物中開花時間的選擇收到嚴格的基因表達調控，同時會受到外界和内部的信号調節，如溫度和光照時間等因素（見下圖1）。
圖1.植物開花途徑（Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 2017. 33:555–75）
在拟南芥中，溫度和季節的變化通過開花抑制基因FLOWERING LOCUS C（FLC）的表觀遺傳狀态來感覺。長時間的寒冷促進FLC反義轉錄物的表達，稱為COOLAIR，其通過募集Polycomb抑制複合物2（PRC2）和介導該位點的組蛋白H3K27me3修飾，用以沉默FLC mRNA的轉錄（見下圖2）。FLC編碼1個MADS-box結構的蛋白,直接抑制成花素基因FT及FD表達，進而防止植物在過冬前或越冬時開花。
圖 2.冷誘導COOLAIR表達和H3K27me3的富集
2. 冷誘導的反義RNA COOLAIR不促進了FRI縮合
2023年何躍輝課題組Nature文章的實驗證據：
該研究使用CRISPR-Cas9系統，建構了兩個COOLAIR啟動子區域編輯突變體ΔCOOLAIR-1和ΔCOOLAIR-2，該突變體表現為冷誘導前和期間都沒有 I 類和 II 類 COOLAIR 轉錄本。然後，将功能性FRI-GFP引入到這兩個突變體中，并建構FRI-GFPΔCOOLAIR−/−和 FRI-GFPΔCOOLAIR+/−，并證明在這些突變體中，FRI-GFP功能正常，能在冷暴露前激活FLC表達。
接下來，該研究确定了COOLAIR表達的丢失是否會減少核FRI冷凝。該研究測量了冷處理後根尖中FRI-GFP的熒光強度以及根尖核中FRI-GFP冷凝物的大小和數量，研究表明FRI-GFPΔCOOLAIR+/−和 FRI-GFPΔCOOLAIR−/−這兩種基因型之間沒有差異（見下圖e-i）。此外，該研究将FRI-GFP與ΔCOOLAIR-1和ΔCOOLAIR-2雜交獲得純合FRI-GFPΔCOOLAIR突變體，之後同樣測量了冷暴露後核中FRI-GFP凝聚物的大小和數量，發現沒有統計學上的顯着差異（下圖2a-f）。總之，這些結果表明，冷誘導的核FRI冷凝物的形成與COOLAIR表達無關，因為在冷暴露之前和期間，ΔCOOLAIR-1和ΔCOOLAIR-2系中的COOLAIR表達（包括I類和II類轉錄物）均被消除。此外，該研究進一步研究發現，COOLAIR的表達缺失也沒有影響FLC在持續穩定低溫條件下的沉默。是以，需要更深入的實驗來解決COOLAIR在春化中的作用。