DNA甲基化(5mC)和RNA甲基化(m6A)是两种重要的核酸润饰,在基因表达调控中发挥重要效果并参加许多生物学进程。可是,这两种核酸润饰之间是否存在内涵关联性却不清楚。近来,中国科学院植物研讨所秦国政研讨组和田世平研讨组协作,提醒了DNA甲基化可经过调理m6A去甲基化酶基因表达的方法影响西红柿果实m6A润饰,而m6A去甲基化酶反应调理DNA甲基化,然后一起调控果实老练。该研讨宣布在Genome Biology上。
果实老练是一个非常复杂的进程,受表里要素的影响。解析老练调控机制,不只可以在理论上认知植物发育的重要阶段,并且可以为改进果实质量、延伸储藏保鲜时刻供给根据。果实老练受精密调控,近期研讨显现,表观遗传调控在果实老练进程中发挥重要效果,很多老练相关基因的表达与DNA甲基化状况有关。DNA去甲基化酶基因SlDML2骤变将导致基因组标准的DNA超甲基化并明显按捺果实老练。作为一种保存的表观遗传润饰,DNA甲基化首要经过影响基因的转录发挥功用。此外,也有报导以为DNA甲基化可调理mRNA可变剪切,进而在转录后水平影响基因表达。可是,DNA甲基化是否影响m6A尚不清楚。
m6A是mRNA上含量最为丰厚的润饰方法,广泛存在于动物、植物、果蝇、酵母等真核生物。m6A润饰在mRNA代谢进程中发挥多重效果,包含mRNA稳定性、剪切、翻译功率,以及细胞核输出等。越来越多的依据标明,m6A润饰影响发育和其他重要的生物学进程,例如癌症干细胞增值、胚胎和胚胎后发育、生理节律等。与DNA甲基化相似,m6A润饰由甲基转移酶催化发作并由去甲基化酶去除。现在,关于m6A润饰怎么遭到调控仍知之甚少。此外,m6A润饰是否参加园艺作物的生理进程也不清晰。
经过比较西红柿果实不同老练阶段m6A甲基组(m6A methylome)改变,以及野生型和老练缺点骤变体Cnr(自发骤变;发作基因组标准DNA超甲基化)果实中m6A甲基组差异,研讨人员得出以下定论:
m6A润饰在果实老练进程中展现出动态改变趋势,m6A全体水平跟着果实老练逐步下降,与DNA甲基化相似;在老练缺点骤变体Cnr中,伴跟着DNA超甲基化,m6A全体水平也更高。
m6A润饰遍及存在于西红柿果实mRNA中,首要发作在停止密码子邻近和3’非翻译区(3’ UTR);全体而言,m6A润饰与基因转录水平呈负相关。
果实老练进程和Cnr骤变体中m6A全体水平的改变与m6A去甲基化酶基因SlALKBH2的表达有关;SlALKBH2受DNA甲基化调控。
m6A去甲基化酶SlALKBH2可以结合DNA去甲基化酶基因SlDML2的mRNA,调理其m6A润饰及稳定性;SlALKBH2基因骤变后SlDML2的m6A水平升高,mRNA含量下降,果实不能正常老练。
(a) m6A去甲基化酶基因SlALKBH2骤变体表型 (b) DNA甲基化和m6A一起调控果实老练
总的来说,该研讨开始清晰了DNA甲基化与RNA甲基化之间存在内涵关联性,提醒了果实老练调控的新机制,为说明老练调控网络供给了新思路。鉴于DNA甲基化和RNA甲基化的多重功用,本研讨中所出现的反应调控机制也适用于其他生物学进程。
中国科学院植物研讨所秦国政研讨员和田世平研讨员为论文的一起通讯作者;博士生周磊磊为榜首作者。该研讨得到国家天然科学基金委和中国科学院青年立异促进会的赞助。
Genome Biology
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