Plant Molecular Biology:擬南芥基因組水平組蛋白修飾與基因表達...

2020-11-23 生物谷

北京生命科學研究所鄧興旺實驗室在Plant Molecular Biology雜誌上在線發表題為 「 Genome-wide profiling of histone H3 lysine 9 acetylation and dimethylation in Arabidopsis reveals correlation between multiple histone marks and gene expression」的文章。 該文章通過ChIP-chip技術, 對擬南芥基因組水平組蛋白修飾與基因表達之間的關係進行了研究。

組蛋白H3的賴氨酸9位點可以被乙醯化及單、二或三甲基化,這些組蛋白的修飾狀態對基因的表達以及染色質的組織結構有一定的影響。在擬南芥中,H3K9ac幾乎毫無例外地與轉錄激活相關,而H3K9me2則主要位於組成型異染色質區。本文報導了擬南芥全基因組組蛋白H3K9ac和H3K9me2修飾的圖譜,結果表明H3K9ac修飾5206個非TE編碼基因和321 TE編碼基因,而H3K9me2修飾2281個TE基因和1112個非TE編碼基因。H3K9ac修飾集中在基因的5′末端,在ATG位置有一個高峰,而H3K9me2修飾則覆蓋基因的整個編碼區。 H3K9ac修飾的基因的表達活性相對較高,而H3K9me2則多分布在表達活性較低的基因。對本文中H3K9ac和H3K9me2的全基因組修飾的圖譜與已經報導的H3K27me3和DNA甲基化修飾圖譜一起研究發現,同一基因上的組蛋白多個位點修飾和基因的表達活性之間存在相關性。(生物谷Bioon.com)

更多應用ChIP-chip技術研究:

Genome Research:推測組蛋白修飾與基因表達關係

Nature:組蛋白修飾對細胞分化控制機制

Cell:發現乳腺癌新型藥物靶標

Biochem Biophys Res Commun:由BMP2誘導的Sox9基因表觀遺傳學研究

Nature:基因增強子的時空分布

中國首個ChIP技術論壇:ChIP Forum

生物谷推薦原始出處:

Plant Molecular Biology DOI:10.1007/s11103-009-9594-7

Genome-wide profiling of histone H3 lysine 9 acetylation and dimethylation in Arabidopsis reveals correlation between multiple histone marks and gene expression

Junli Zhou1, 2 , Xiangfeng Wang1, 2 , Kun He2, 3 , Jean-Benoit F. Charron2 , Axel A. Elling2  and Xing Wang Deng1, 2, 3

(1) National Institute of Biological Sciences, 7 Science Park Road, Zhongguancun Life Science Park, 102206 Beijing, People’s Republic of China
(2) Department of Molecular, Cellular and Developmental Biology, Yale University, New Haven, CT 06520, USA
(3) Peking-Yale Joint Center of Plant Molecular Genetics and Agrobiotechnology, College of Life Sciences, Peking University, 100871 Beijing, People’s Republic of China

Lysine residue 9 of histone H3 can either be acetylated or mono-, di-, or tri-methylated. These epigenetic states have a diverse impact on regulating gene transcriptional activity and chromatin organization. H3K9ac is invariably correlated with transcriptional activation, whereas H3K9me2 has been reported to be mainly located in constitutive heterochromatin in Arabidopsis. Here, we present epigenetic landscapes for histone H3 lysine 9 acetylation (H3K9ac) and dimethylation (H3K9me2) in Arabidopsis seedlings. The results show that H3K9ac targeted 5,206 non-transposable element (non-TE) genes and 321 transposable elements (TEs), whereas H3K9me2 targeted 2,281 TEs and 1,112 non-TE genes. H3K9ac was biased towards the 5′ end of genes and peaked at the ATG position, while H3K9me2 tended to span the entire gene body. H3K9ac correlated with high gene expression, while H3K9me2 correlated with low expression. Analyses of H3K9ac and H3K9me2 with the available datasets of H3K27me3 and DNA methylation revealed a correlation between the occurrence of multiple epigenetic modifications and gene expression. Genes with H3K9ac alone were actively transcribed, while genes that were also modified by either H3K27me3 or DNA methylation showed a lower expression level, suggesting that a combination of repressive marks weakened the positive regulatory effect of H3K9ac. Furthermore, we observed a significant increase of the H3K9ac modification level of selected target genes in hda19 (histone deacetylase 19) mutant seedlings, which indicated that HDA19 plays an important role in regulating the level of H3K9ac and thereby influencing the transcriptional activity in young seedlings.
Electronic supplementary material  The online version of this article (doi:10.1007/s11103-009-9594-7) contains supplementary material, which is available to authorized users.

相關焦點

  • 中國科大破譯植物組蛋白特有修飾位點調節擬南芥開花時間
    ,該位點系植物特有的位點,經磷酸化的95絲氨酸,能夠調節擬南芥的開花時間,以及組蛋白變化H2A.Z的富集。組蛋白包含著生命個體生長、發育的信息,這些信息通過組蛋白上的不同修飾位點以及不同組蛋白變體來完成功能。與動物不同,植物的個體生命始於一粒種子,處於未分化的狀態。如果組蛋白修飾包含了生物發育過程的信息,那麼動、植物中或許存在組蛋白上特異的修飾位點,並調控著各自特有的生長發育進程。
  • 錢文峰研究組發現組蛋白修飾分工調控基因表達水平和基因表達噪音
  • 研究揭示SHL蛋白對抑制和活性組蛋白修飾的識別機制
    histone reader SHL 的研究論文,該研究綜合利用結構生物學、生物化學、植物分子遺傳學和基因組學等手段聯合揭示了植物特有的組蛋白識別蛋白SHL通過自身BAH結構域和PHD結構域分別識別抑制性組蛋白修飾H3K27me3和活性組蛋白修飾H3K4me3的分子機制。
  • Molecular plant︱復旦大學黃建勳團隊及其合作者揭示葫蘆科全基因組加倍及其關鍵的形態和分子創新
    本文展示了127個新測序的轉錄本和基因組,結合其他資料庫,總共136個葫蘆科代表物種,以此建立了一個葫蘆科系統發育,這包含有8個高度分辨的主要支系。文章分析了全基因組加倍(WGD)、多樣性動態和祖先形態,發現早期基因組複製事件後,在始新世早期氣候最適宜的情況下,花、果和根的性狀發生了一波多樣化和形態創新。
  • Nature Plants|多組學數據系統分析擬南芥茉莉酸信號通路
    MYC2和MYC3靶向調控大量JA響應相關基因MYC2作為主調控轉錄因子,協同MYC3和MYC4等次級調控轉錄因子參與JA響應基因的激活表達。作者採用myc2擬南芥突變體作為對比,對生長了3天的幼苗進行不同時間點的JA處理,綜合轉錄組、蛋白質組、磷酸化修飾組和組蛋白修飾的多組學分析策略來揭示擬南芥JA響應的複雜網絡。
  • 上海科學家揭示染色質修飾調控植物基因表達的新機制
    原標題:上海科學家揭示染色質修飾調控植物基因表達的新機制  植物沒法靠遷徙躲避不利的自然困境,它們又是如何適應環境開花結果的呢?8月6日,中科院分子植物科學卓越創新中心植物分子遺傳國家重點實驗室何躍輝研究組,和杜嘉木研究組合作,分別在國際知名期刊《自然·遺傳學》上背靠背發表研究論文。
  • TPJ︱復旦大學董愛武教授課題組及其合作者研究揭示組蛋白甲基化閱讀器及組蛋白伴侶在調控擬南芥開花方面具有重要作用
    MRG1/MRG2和組蛋白伴侶NRP1/2在精細調節擬南芥開花方面具有重要作用。組蛋白是一種高度鹼性的蛋白質,它參與將DNA包裝成染色質,並且組蛋白修飾是真核生物表觀遺傳調控的基礎。在擬南芥中發現的眾多的染色質修飾物中,MRG1 (MORF RELATED GENE 1)和MRG2在閱讀組蛋白H3賴氨酸36位的三甲基化(H3K36me3)過程中具有冗餘功能。
  • BMC Plant Biology:超級雜交稻及親本成熟胚表達譜分析
    2008年11月,中科院北京基因組研究所基因組科學及信息重點實驗室研究成果——「Transcriptomic profiling of mature embryo from an elite super-hybrid rice LYP9 and its parental lines」論文在《BMC植物生物學》雜誌上發表。
  • 基因頭條 | 最大規模巴豆醯化修飾組學揭示其在DNA損傷修復中重要...
    以往研究表明,染色質結合蛋白CDYL具有巴豆醯化水合酶的活性。Science Advances,北大醫學部研究人員在之前CDYL調控組蛋白巴豆醯化功能基礎上,使用SILAC標記定量蛋白質技術分析比較了CDYL Knockout和WT的HeLa細胞系中巴豆醯化修飾譜。為提高檢測深度,使用HPLC將細胞總蛋白分為了10個組分,並分別進行巴豆醯化修飾性多肽的富集。
  • 上海生科院解析真核生物基因表達調控的新機制
    該研究揭示了染色質修飾與mRNA轉錄起始及加工的相互依存關係,兩者協同作用,以提高成熟mRNA及基因表達的水平。  生物體內編碼基因要正確執行其功能,需要經歷DNA的複製、轉錄和翻譯過程,即基因表達過程。真核生物基因表達的轉錄前水平調節是基因表達調控過程中最重要的環節,mRNA前體的轉錄起始在表觀遺傳學水平上受到多種轉錄因子以及染色質修飾與重塑的調控。
  • 組蛋白修飾可調控mRNA剪切來決定胚胎幹細胞命運 | Genome Biology
    美國德克薩斯大學醫學中心(https://sbmi.uth.edu/ccsm/)周小波教授領導的研究團隊9月14日在Genome Biology發表最新研究成果,揭示了組蛋白修飾可通過調控細胞周期相關轉錄因子或通路基因的可變剪切進而參與ESC定向分化的調控。
  • 組蛋白乳酸化修飾調控基因表達
    組蛋白乳酸化修飾調控基因表達 作者:小柯機器人 發布時間:2019/10/24 16:57:06 美國芝加哥大學Yingming Zhao和Lev Becker等研究人員發現,組蛋白乳酸化修飾能夠調控基因表達。
  • PNAS:科學家發現組蛋白修飾可控制基因的表達
    2013年8月7日 訊 /生物谷BIOON/ --通過在酵母中研究基因功能,近日,來自賓州州立大學(Penn State University)等處的研究者通過研究發現,組蛋白的修飾可以控制是否一個基因被允許發揮功能,這對於維持基因的表達潛力非常重要,以便來確定未來細胞的行為;相關研究刊登於國際著名雜誌PNAS上。
  • 2018年Lasker基礎醫學獎:組蛋白結構及其修飾對基因表達的調控
    Michael Grunstein是研究酵母組蛋白的先驅,證明了組蛋白在基因表達調控中的重要作用:1988年與其學生韓珉在Cell上發表論文,在in vivo水平證實組蛋白在基因調控中的重要作用:他們抑制細胞內組蛋白的合成,發現轉錄抑制的基因重新被激活