中国农业大学贺岩课题组揭示玉米DDM1参与RdDM途径的机制 | |||||||
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DNA甲基化作为植物体内重要的表观遗传修饰,对于抑制转座子的活性,维持基因组的稳定性以及调控基因表达起着重要的作用。染色质重塑因子Decrease in DNA Methylation 1 (DDM1) 在植物不同物种中DNA 甲基化的维持起着至关重要的作用。在拟南芥、番茄、玉米和水稻ddm1突变体中,全基因组特别是异染色区域的DNA甲基化水平显著降低。因此,长期以来,我们对于DDM1的了解,仅限于它参与异染色区域的DNA甲基化的维持。 该研究利用染色质免疫沉淀结合高通量测序技术 (ChIP-Seq),确定了玉米基因组中ZmDDM1的全基因组占据情况。结果表明,ZmDDM1识别一个8 bp的富含GC的简并DNA motif (图1),该motif富含转录起始位点(TSS)和其他常染色体区域。同时,ZmDDM1占据的基因在侧翼区域表现出更高水平的CHH甲基化和24 nt siRNA。 图1:DDM1在玉米全基因组的占据情况 IP-MS实验结果显示, ZmDDM1与Argonaute 4(ZmAGO4)蛋白处在一个共同蛋白复合体中,进一步证明ZmDDM1是植物中RdDM复合物的组成成分之一。而AGO4蛋白染色质免疫沉淀也表现出一致的结果——绝大多数ZmDDM1靶向区域与ZmAGO4结合的基因组位点共定位。 最后,该课题组提出了一个模型:在玉米中,ZmDDM1通过识别富含GC的DNA motif被募集到常染色质区域进行染色质重塑,以实现开放的染色质区域中RdDM途径地进行。 图2:在活跃染色质区域上,DDM1引导AGO4依赖的RdDM途径地发生 中国农业大学农学院贺岩教授为通讯作者,贺岩教授课题组的龙金成、刘婧含、夏嫒嫒为共同第一作者。该项研究得到国家自然科学基金等的经费资助。 论文链接:https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koab098/6199447 |
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