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研究發(fā)現(xiàn)RNA介導(dǎo)DNA甲基化參與調(diào)控草莓成熟

作者:宋檢 時(shí)間:2022-12-07 來源:互聯(lián)網(wǎng)

Genome Biology 期刊在線發(fā)表了中國科學(xué)院分子植物科學(xué)**創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所上海植物逆境生物學(xué)研究中心郎曌博研究組和植生生態(tài)所張一婧研究組合作完成的題為Downregulation of RdDM during strawberry fruit ripening 的研究論文,該研究揭示了RNA介導(dǎo)DNA甲基化通路在草莓果實(shí)成熟過程中的調(diào)控作用。

DNA胞嘧啶的甲基化修飾(Methyl-cytosine)是真核生物中非常保守的表觀遺傳修飾,它參與調(diào)控基因表達(dá)、病原菌免疫、基因印記等多種生物學(xué)過程。*近研究表明DNA甲基化參與調(diào)控番茄果實(shí)的成熟。肉質(zhì)果實(shí)按照其成熟過程是否發(fā)生呼吸躍變分為呼吸躍變型果實(shí)(如番茄)和非呼吸躍變型果實(shí)(如草莓)。研究發(fā)現(xiàn),番茄在成熟過程中DNA甲基化水平整體發(fā)生下調(diào),并且這種下調(diào)是由于DNA去甲基化酶表達(dá)上調(diào)所導(dǎo)致。那么在非躍變型果實(shí)草莓的成熟過程中DNA甲基化會發(fā)生怎樣的變化呢?

該研究通過整合分析不同成熟時(shí)期草莓的全基因組DNA甲基化、小RNA及轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)(A),發(fā)現(xiàn)草莓成熟過程中也存在著DNA甲基化下調(diào)現(xiàn)象(B, C),并且這種變化對基因表達(dá)和成熟過程十分重要(D, E)。研究者發(fā)現(xiàn)對未成熟的果實(shí)施加DNA甲基化抑制劑能夠促進(jìn)草莓成熟(D),這說明 DNA 甲基化下調(diào)能夠誘導(dǎo)草莓成熟;另外,分析發(fā)現(xiàn)DNA甲基化下調(diào)區(qū)域富集在基因啟動(dòng)子區(qū)(E),結(jié)合轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析揭示了DNA甲基化可能通過調(diào)控成熟相關(guān)基因的表達(dá)從而調(diào)控草莓成熟 (F, G)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)番茄和草莓在成熟過程DNA甲基化下調(diào)受不同機(jī)制調(diào)控:番茄成熟過程中甲基化下調(diào)是由于去甲基化酶表達(dá)上調(diào)導(dǎo)致,而草莓中DNA甲基化下調(diào)則是由于RNA介導(dǎo)的DNA甲基化通路(RdDM)的活性減弱造成的(H),成熟過程中小RNA表達(dá)下調(diào)也證實(shí)了RdDM活性的降低(I)。綜上,草莓成熟過程中RdDM通路活性減弱引起的DNA甲基化下降對于成熟相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控以及草莓的果實(shí)成熟有重要意義。

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