DNA甲基化調(diào)控魴及轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn).pdf

1、印記是一種表觀遺傳學(xué)現(xiàn)象，即親本等位基因的選擇性表達(dá)取決于親本的來源，與正反交無關(guān)。植物中，多數(shù)印記表達(dá)是在發(fā)育種子的胚乳中觀察到的。首個(gè)在分子生物學(xué)水平確定的印記基因?yàn)閿M南芥MEDEA(MEA)基因，為母本特異性表達(dá)基因，對(duì)種子發(fā)育具有重要作用。目前，擬南芥和玉米中各有11個(gè)已報(bào)道的印記基因，水稻胚乳中已報(bào)道的有200多個(gè)印記基因。但印記基因依賴于親本來源的特異性表達(dá)調(diào)控機(jī)制尚不清楚。
　　本文通過亞硫酸鹽測(cè)序和染色質(zhì)免疫沉淀等

2、研究方法，分析了DNA甲基化和組蛋白H3K27me3甲基化對(duì)水稻三個(gè)印記位點(diǎn)(Os12g08780、Os11g36470、Os01g69110)的修飾和調(diào)控。Os12g08780為植物生長(zhǎng)素合成基因OsYUCCA11。胚和葉片中，OsYUCCA11雙親本均受DNA甲基化修飾且正常表達(dá)。胚乳中，僅父本等位基因進(jìn)行表達(dá)，其受DNA甲基化修飾，且CG甲基化高達(dá)80-95％;而母本等位基因發(fā)生沉默并伴隨低甲基化和H3K27me3甲基化的富集。這

3、種親本等位基因的差異性表達(dá)調(diào)控方式與擬南芥中已報(bào)道的PHERES1和YUCCA10基因的調(diào)控方式相類似，證明這類生物素合成基因在印記調(diào)控機(jī)制上是保守的。
　　Os01g69110為Yellow2-like基因，編碼一個(gè)類似果蠅轉(zhuǎn)錄因子ENHANCER OF YELLOW2蛋白。胚乳表達(dá)檢測(cè)顯示，親本除正常轉(zhuǎn)錄外，能夠產(chǎn)生一個(gè)較長(zhǎng)的特異性母本轉(zhuǎn)錄物，起始位點(diǎn)位于父本轉(zhuǎn)錄位點(diǎn)上游700bp左右。母本等位基因的上游側(cè)翼區(qū)存在DNA低甲基

4、化，激活母本特異性轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子，產(chǎn)生增加25個(gè)氨基酸的長(zhǎng)母本轉(zhuǎn)錄物。父本等位基因的相應(yīng)區(qū)域則存在高度DNA甲基化，抑制長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄物的轉(zhuǎn)錄起始。其他組織中，DNA甲基化抑制上游轉(zhuǎn)錄起始，無非特異性轉(zhuǎn)錄物產(chǎn)生。以上結(jié)果證明，長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄物經(jīng)剪切后產(chǎn)生一個(gè)在原有cDNAATG上游加一個(gè)ATG插框的mRNA。
　　Os11g36470編碼一個(gè)泛素水解酶類似基因。胚乳中檢測(cè)到存在被截切的母本轉(zhuǎn)錄物，在其他組織中也有低水平表達(dá)。父本等位基因表現(xiàn)基因體DN

5、A甲基化，并產(chǎn)生全長(zhǎng)的轉(zhuǎn)錄物。而母本的等位基因在基因體的5'端存在DNA低甲基化，同時(shí)轉(zhuǎn)錄起始與啟動(dòng)子下游。來自子母本等位基因的被截切的母本轉(zhuǎn)錄物，可能被翻譯成短的多肽，但是缺乏主要的催化結(jié)構(gòu)域，表明這一基因產(chǎn)物可能沒有功能，因此，在胚乳中，將以父本特異性表達(dá)形式行使功能。
　　經(jīng)DNA甲基化抑制劑5-氮雜胞苷或zebularine處理水稻種子后，發(fā)現(xiàn)處理后幼苗的yellow2-like產(chǎn)生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)錄物，同時(shí)來自泛素水解酶的短轉(zhuǎn)錄物