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山东农业大学郑成超、吴长艾课题组发现植物DNA去甲基化调控的新机制
发布时间:2022-10-20 作者: 浏览次数:10

    DNA甲基化是一种重要的表观遗传学修饰,在植物、动物和细菌中广泛存在,它参与多种生物学过程。基因组整体的DNA甲基化水平不仅取决于DNA甲基化的建立和维持,而且取决于DNA去甲基化的程度。鉴定新的DNA去甲基化调节因子对揭示基因组DNA甲基化水平调控机制十分关键。

    JIPB 近日在线发表了山东农业大学郑成超、吴长艾课题组题为“DEMETHYLATION REGULATOR 1 regulates DNA demethylation of the nuclear and mitochondrial genomes”的研究论文https://doi.org/1‍0.1111/jipb.13386该研究发现了一个新的DNA去甲基化调节因子DEMR1, DEMR1不仅参与核基因组和线粒体基因组DNA的去甲基化,而且在植物发育和逆境反应中起到重要作用。

DEMR1调控DNA去甲基化的机制

    利用CHOP-PCR技术检测选定位点的甲基化水平并且基于全基因组重亚硫酸氢盐测序的数据,发现demr1突变体全基因组DNA甲基化水平明显升高。体内和体外实验证明DEMR1直接与DNA去甲基化酶关键基因ROS1启动子结合,demr1突变体中ROS1基因启动子的DNA甲基化水平比野生型降低了60%,ROS1的转录水平显著降低。demr1突变体中约40%的高度差异甲基化区域(hyper-DMRs)同样存在于ros1突变体中,遗传分析表明DEMR1作用于ROS1上游,在种子萌发和幼苗建成阶段正调节ABA信号。此外,DEMR1功能的丧失会导致线粒体基因组DNA甲基化水平升高,线粒体结构受损。总之,该研究表明,DEMR1是一个新的核基因组和线粒体基因组DNA的去甲基化调节因子,参与植物的生长发育和逆境应答过程。

    山东农业大学生命科学学院博士研究生王镇和北京生命科学研究所博士后郑昊为论文共同第一作者,郑成超教授和吴长艾教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金的资助。


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