2018年7月30日，作物遺傳改良國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室水稻團(tuán)隊(duì)周道繡課題組在《Nature Plants》上在線發(fā)表了題為“Identification and analysis of adenine N6-methylation sites in the rice genome”最新研究成果。該項(xiàng)研究揭示了DNA腺嘌呤甲基化（N6-methyladenine，6mA）修飾在水稻基因組中的分布等特征及與DNA胞嘧啶甲基化（5-methylcytosine, 5mC）在調(diào)控基因組功能中的相互關(guān)系和去甲基化機(jī)制。
DNA甲基化通常是指胞嘧啶甲基化。腺嘌呤甲基化是近年來在真核生物中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的一種新DNA甲基化修飾。在不同真核生物基因組中，腺嘌呤甲基化的修飾程度、分布和對基因表達(dá)的影響都有很大的差異。腺嘌呤甲基化修飾植物基因組DNA是否影響基因組功能和基因表達(dá)目前還并不清楚。周道繡課題組通過超高效液相-質(zhì)譜（HPLC-MS/MS）、6mA免疫沉淀測序（6mA immunoprecipitation sequencing）和三代單分子實(shí)時測序技術(shù)（Single Molecule Real-Time，SMRT）等方法證實(shí)水稻中腺嘌呤甲基化含量在2‰左右，同時也發(fā)現(xiàn)水稻腺嘌呤甲基化主要富集于GAGG序列，水稻基因組中20%的基因和14%的轉(zhuǎn)座元件被其修飾。研究者還發(fā)現(xiàn)啟動子區(qū)域的腺嘌呤甲基化修飾與基因抑制關(guān)聯(lián)，基因轉(zhuǎn)錄區(qū)域的腺嘌呤甲基化則激活基因的表達(dá)；在基因轉(zhuǎn)錄區(qū)域，腺嘌呤甲基化與CG序列的胞嘧啶甲基化共存；而在轉(zhuǎn)座子上腺嘌呤甲基化與CHH序列的胞嘧啶甲基化則具有互補(bǔ)性。研究發(fā)現(xiàn)水稻OsALKBH1基因突變導(dǎo)致基因組腺嘌呤甲基化水平增高。與曾志雄教授課題組合作證實(shí)了OsALKBH1蛋白具有DNA腺嘌呤甲基化去甲基化酶活性，并解析了OsALKBH1蛋白的晶體結(jié)構(gòu)。這些結(jié)果表明DNA腺嘌呤甲基化與胞嘧啶甲基化在水稻表觀基因組上的分布呈現(xiàn)協(xié)同互補(bǔ)，它們對基因表達(dá)都具有調(diào)控功能。
本論文的第一作者是作物遺傳改良國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室水稻組周超博士，周道繡教授與曾志雄教授為該文的通訊作者。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的趙毓教授、陳玲玲教授和張建偉教授也是該文的共同作者。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家基金委和中央高校資金等項(xiàng)目的資助。
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