研究發現RNA介導DNA甲基化參與調控草莓成熟

2020-11-28 生物谷

 

Genome Biology 期刊在線發表了中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所上海植物逆境生物學研究中心郎曌博研究組和植生生態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DNA甲基化通路在草莓果實成熟過程中的調控作用。

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，它參與調控基因表達、病原菌免疫、基因印記等多種生物學過程。最近研究表明DNA甲基化參與調控番茄果實的成熟。肉質果實按照其成熟過程是否發生呼吸躍變分為呼吸躍變型果實（如番茄）和非呼吸躍變型果實（如草莓）。研究發現，番茄在成熟過程中DNA甲基化水平整體發生下調，並且這種下調是由於DNA去甲基化酶表達上調所導致。那麼在非躍變型果實草莓的成熟過程中DNA甲基化會發生怎樣的變化呢？

該研究通過整合分析不同成熟時期草莓的全基因組DNA甲基化、小RNA及轉錄組數據（A），發現草莓成熟過程中也存在著DNA甲基化下調現象(B， C)，並且這種變化對基因表達和成熟過程十分重要（D， E）。研究者發現對未成熟的果實施加DNA甲基化抑制劑能夠促進草莓成熟(D)，這說明 DNA 甲基化下調能夠誘導草莓成熟；另外，分析發現DNA甲基化下調區域富集在基因啟動子區（E），結合轉錄組數據分析揭示了DNA甲基化可能通過調控成熟相關基因的表達從而調控草莓成熟 (F， G)。進一步研究發現番茄和草莓在成熟過程DNA甲基化下調受不同機制調控：番茄成熟過程中甲基化下調是由於去甲基化酶表達上調導致，而草莓中DNA甲基化下調則是由於RNA介導的DNA甲基化通路（RdDM）的活性減弱造成的(H)，成熟過程中小RNA表達下調也證實了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甲基化下降對於成熟相關基因的表達調控以及草莓的果實成熟有重要意義。(生物谷Bioon.com）

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