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晋鹏版主 (知名作家)
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[优秀文章推荐]甲基化/去甲基化的表观修饰调控植物开花时间 已有1人参与
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DNA修饰如甲基化作为表观遗传标记影响基因表达和功能。在RNA上类似的修饰目前正越来越受到重视，所以出现了表观转录组分析。RNA修饰在真核生物中普遍存在，在哺乳动物中的研究最为透彻，目前已知逆转mRNA甲基化参与细胞命运转变到胁迫响应等一系列的生物进程（Zhao et al., 2017）。mRNA及其它RNA的甲基化在植物中同样存在。最近的表观转录组研究显示在拟南芥的转录组中有超过1000个胞嘧啶甲基化位点。在哺乳动物中，N6-甲基腺苷m6A是最常见的mRNA修饰。m6A标记是可逆的，它可以通过一些亚基组合形成的甲基化复合物“写”到mRNA上，同时可以通过去甲基化作用“擦除”mRNA上的m6A。一个叫做“readers”会读取这些标记，并通过改变RNA的剪切、成熟、翻译和降解将这些标记信息传递到下游效应。 最近报道了第一个植物中m6A擦除同源基因，即拟南芥的ALKBH9B，同源于人类中的m6A去甲基化ALKBH5，其具有m6A去甲基化活性，并参与到病毒感染的防御（Martínez-Pérez et al., 2017）。现在，Duan et al.（2017）报道了另外一个m6A去甲基化酶，其参与到开花时间的调控。在拟南芥中和人类ALKBH5同源的五个基因中，Duan和其同事发现ALKBH10B在花中具有最大丰度的转录本，并且在测试的大多组织中均有表达。ALKBH10B在本氏烟中表达，纯化的蛋白显示m6A去甲基化活性依赖于两个保守的离子(II)结合残基。与人ALKBH5相似，相对于茎环结构底物RNA，ALKBH10B与非结构RNA（或是单链RNA）底物在离体实验中具有更强的活性。 作者发现alkbh10b-1突变体在生殖器官和营养器官中均具有更高水平的m6A修饰的mRNA，在野生型植株中过表达ALKBH10B会降低m6A水平，表明ALKBH10B确实在体内起到RNA去甲基化酶的作用。作者进一步显示了这种活性是针对mRNA的m6A特异存在的。值得注意的是，alkbh10b-1突变体存在晚花的现象，而过表达株系则存在提前开花。作者发现ALKBH10B的活性增强了促进开花基因FT的转录本积累，相比于野生型，FT的mRNA在突变体中有着更高水平的m6A。FT调控子SPL3和SPL9同样在alkbh10b-1突变体中具有更低的转录水平和更高的m6A水平。此外，Duan et al.显示ALKBH10B会直接与FT，SPL3和SPL9基因的转录本互作。去甲基化降低了这些转录本的降解，与其在人类mRNA上的作用类似。最终，Duan et al.揭示了整个ALKBH10B介导的去甲基化作用，并鉴定了1190基因上1276个位点相比于野生型在突变体中具有更高水平的m6A。他们的工作为理解m6A类型的甲基化及去甲基化在植物中的作用奠定了基础，显示其具有与哺乳动物类似的基础特性。另外，显然开花时间的调控应该包括通过对多个转录本进行m6A修饰的转录后调控。 |
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晋鹏
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