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[陳柏仰] 去泛素酶OTU5調控阿拉伯芥的表觀基因體

Hsieh <em>et al</em>., 2020, Genomics

圖A:OTU5偏好造成DNA甲基化差異的基因組區域

圖B:與根部發育有關且DNA甲基化受到OTU5影響的基因之功能

圖C:與根部發育有關且表現量受到OTU5影響的基因之功能

圖D:OTU5與表觀遺傳基因組產生交互作用,共同調控一群基因的表現

透過DNA甲基化和組蛋白修飾進行的表觀遺傳調控對植物發育而言相當重要。我們已知:(1) 當阿拉伯芥的OVARIAN TUMOR DOMAIN-CONTAINING DEUBIQUITINATING (OTU5) 基因發生突變時,其根部表型會與缺磷植株的根部相似。(2) 當植物生長於低磷的環境時,會影響平衡磷酸相關基因的表現量,該表現量變化與啟動子上組蛋白修飾H3K4me3以及H3K27me3的變化有關。但是,OTU5如何透過表觀基因組影響根部發育尚未被詳細的探討。因此本篇我們比較了正常植株的根部與otu5突變株的根部之間全基因組DNA甲基化、基因表現量與組蛋白修飾的變化。我們發現,OTU5會造成特定基因組區域的DNA甲基化差異,而不同區域的DNA甲基化差異發生於不同DNA序列上。我們也發現,當OTU5突變時,組蛋白H3K4me3含量的變化與DNA甲基化變化有關,甚至會進一步導致轉錄的差異。結論是,OTU5透過DNA甲基化與組蛋白修飾方式共同調控了7060個基因,其中有186個基因和根部發育有關,故推論這186個基因可能是OTU5突變後造成根部表型變化之因素。

本文第一作者謝若微為中研院與台大基因體與系統生物學學程博士班學生。

Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0888754320300082