深圳子科生物報道:生殖細(xì)胞通常被認(rèn)為是“不朽的”,因為它們的遺傳物質(zhì)可被后代*繼承。
DNA甲基化是DNA的一種修飾,能在不改變基因序列的前提下改變DNA活性。以DNA甲基化等修飾為核心的表觀遺傳學(xué)是當(dāng)代生命科學(xué)發(fā)展zui快的領(lǐng)域之一,在改善人類和植物健康等方面具有很高潛力。
DNA甲基化重編程是動物體內(nèi)zui常見的現(xiàn)象,在生殖細(xì)胞中尤其明顯,對生殖是否成功起調(diào)控作用。
Xiaoqi Feng課題組和萊斯特大學(xué)(University of Leicester)的同事們報道了開花植物的生殖細(xì)胞內(nèi)也存在DNA甲基化變化。
該項目的領(lǐng)導(dǎo)馮博士說:“我們知道,DNA甲基化重啟(re-setting)在動物體內(nèi)廣泛存在,在世代傳遞過程中,甲基化標(biāo)記需經(jīng)歷擦除和重建。”
“植物雖歷經(jīng)數(shù)代繁殖,它們的DNA甲基化信息仍保存完好,因此人們相信植物生殖細(xì)胞的甲基化重編程事件應(yīng)該不多。但是,通過我們的這項研究,揭示植物生殖細(xì)胞也在經(jīng)歷甲基化重編程,而且是細(xì)胞行使功能的必要條件。”
通過分析代表植物擬南芥的遺傳譜,研究人員在擬南芥雄性性譜系中鑒定出一個活躍的基因靶向RNA-指導(dǎo)的DNA甲基化(RNA-directed DNA methylation,RdDM),在細(xì)胞減數(shù)分裂過程中調(diào)控基因表達(dá)。缺失這種性譜系特異性RdDM,導(dǎo)致MPS1基因(也稱PRD2)錯誤拼接,從而打擾減數(shù)分裂過程。

馮博士解釋道:“我們發(fā)現(xiàn)了一種新的重編程機制,并將其命名為de novo (anew) DNA甲基化。許多植物組織中特定細(xì)胞都能利用這條途徑調(diào)節(jié)基因表達(dá),實際上,de novo DNA甲基化參與了植物的許多進程。”
掌握植物發(fā)育經(jīng)歷了哪些事件,是利用表觀遺傳調(diào)控特定基因表達(dá)的前提條件。“了解植物生殖細(xì)胞如何傳遞和繼承DNA甲基化,對理解甲基化如何在變化中保持傳代穩(wěn)定非常重要,兩者都是利用表觀遺傳學(xué)改良作物屬性的必要基礎(chǔ)。”