引人入胜的植物表观基因组

为了庆祝第四国际植物日的迷恋,来自基因组生物学深入研究复杂的植物表观基因组学世界。

表观遗传学是指影响基因活性和表达的机制,而无需改变DNA序列。表观遗传过程在动植物中都很重要,但是植物特别取决于表观遗传机制,因为它们提供了一种快速改变基因活性的方法。这是因为,作为无柄生物,植物不仅可以在需要的时候进入更最佳的环境,而是需要快速改变其生理学。

植物使用真核生物中已知存在的所有主要表观遗传机制 - 从DNA甲基化到组蛋白的修饰再到RNA介导的基因沉默。

基因组生物学刚刚推出了植物表观基因组学的特刊,其中包括对植物中表观遗传机制和继承的最新见解。

DNA甲基化的秘密

在植物中,DNA甲基化存在于DNA中的三种不同类别的核苷酸位点:CG,CHG和CHH。这些不同的甲基化环境反映了与DNA甲基化沉积和维持有关的多种途径。CG甲基化通常在基因体(称为基因体甲基化或GBM)中发现,并通过VIM和MET1的协同作用沉积。

通过涉及H3K9me2和CMT3的反馈回路沉积并保持CHG甲基化,并通过RNA指导的DNA甲基化(RDDM)途径维持CHH甲基化。CHH甲基化通常在静音转座元件(TES)上发现。

虽然我们知道CG甲基化是在基因体中发现的,但其起源和功能是仍然是积极辩论的领域。罗伯特·施密茨(Robert Schmitz)研究了77种植物物种的转录组,包括开花植物,也是针叶树,藻类和基底植物 - 并检查了铬甲基酶(CMTS)的进化,以了解GBM的进化。他们得出结论GBM取决于CMT或CMT-HOMOLOG在所有检查的植物物种中,不仅限于开花植物。

我们还刚刚开始嘲笑DNA甲基化的遗传机制,以及它们如何有助于表观基因组进化

科莱特·皮卡德(Colette Picard)和玛丽·盖林(Mary Gehring)看了看的功能影响GBM继承通过越过不同的应变拟南芥随着甲基化水平的不同,发现GBM是在块中遗传的,从而创造了镶嵌物,并由父母双方的贡献。

与父母相比,变得差异化甲基化的CG位点是可预测的。他们还在玉米和臂杆菌distachyon,尽管这三个物种之间的GBM剖面有分歧。

组蛋白修饰是新的黑色

在染色质水平上,组蛋白的修饰会改变染色质的包装方式,从而使转录因子访问更容易或更难。在动物中,多梳抑制剂复合物共同抑制基因表达,PRC2在H3K27上掺入甲基,募集PRC1,这导致H2A组蛋白变体的泛素化。尽管很少有证据支持该模型,但该模型也普遍接受。

在特刊中,Franziska Turck及其同事通过表明该范式砸碎了这一范式实际上,植物中H2A泛素化实际上不需要PRC2。实际上,他们的数据表明,PRC1活性募集PRC2用于H2K27的三甲基化。

正如May的继续,我们将在植物表观基因组学上发表更多的最先进研究。

确保继续检查这个空间有关更多信息,并在Twitter上关注#gbplantepi!

查看有关生物学主页的最新帖子金博宝188

注释