近日，许智宏/白书农实验室有关拟南芥根表皮细胞分化中模式形成调控机制的研究进展在Plant Cell杂志上在线发表（Liu et al, 2013: HDA18 Affects Cell Fate in Arabidopsis Root Epidermis via Histone Acetylation at Four Kinase Genes）。

拟南芥根表皮细胞根据其与被其覆盖的8个皮层细胞的位置关系而分化为根毛细胞和非根毛细胞。这是一个生物形态建成过程中普遍存在的“模式形成（Pattern formation）”现象。模式形成现象对人们理解多细胞生物的形态建成规律具有重要的意义并受到高度关注。从1994年到2000年前后的研究发现，在根表皮细胞中，存在一个位于细胞核中的由若干转录因子构成的基因调控网络在控制根表皮细胞的分化命运；这个基因调控网络的功能受到定位在表皮细胞与皮层细胞接触面的质膜上的受体激酶分布及功能的调控；可是人们一直不清楚表皮细胞在质膜上感受到的来自皮层的“位置信息”如何被传递到细胞核中，从而影响上述转录因子调控网络的功能。许智宏/白书农实验室在2003年发现用组蛋白去乙酰化酶（HDAC）的抑制剂处理可以可逆而浓度依赖性地改变根表皮细胞分化的模式。这一发现由于是较早发现的组蛋白修饰调控植物发育事件的案例而被美国科学院院报（PNAS）于2005年接收发表（Xu et al, 2005）。之后，通过长达8年的努力，他们终于确定，HDAC基因家族中的成员之一HDA18通过参与对一批编码激酶的基因的转录调控而影响根表皮细胞分化的模式形成。特别有意思的是，他们发现HDA18基因的缺失和过表达，对其调控的激酶基因的转录相关的组蛋白乙酰化修饰会产生不同的影响，而这些不同的影响对相关激酶基因的表达都产生转录水平提高的结果。这一发现不仅很好地解释了长时间困惑研究者的HDA18基因表达上调和下调产生同样表型的问题，而且为我们理解其中的分子机制提供了一个全新的视角。8年时间研究一个基因的作用机制必然经历了各种曲折。在HDA18有关研究发表之后，白书农应Plant Signaling and Behavior杂志主编之约，以Letter to The Editor的形式对他在研究过程中如何面对选择写了一篇以“Trust in Nature”为题的短文，谈了自己的感受。这篇短文或许对很多面对研究工作中面临困难而困惑的年轻人有所启发。

这项工作的并列第一作者是该实验室研究生刘毳和李林宸，项目开展受到国家自然科学基金和其他不同项目经费的支持。

编辑：素馨