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[陳柏仰] 真菌DNA甲基化轉移酶之多樣性以及其與DNA甲基化模式之相關性

Nai <em>et al</em>., 2021 Frontiers in Microbiology

圖:真菌DNA甲基化轉移酶DNMT1 家族和RID/Masc1之演化樹及蛋白質結構域、與該真菌之甲基化程度

DNA甲基化轉移酶藉由在DNA上添加甲基以催動DNA甲基化,DNA甲基化轉移酶的多樣性造成了基因體內不同的DNA甲基化模式、並影響了許多生物過程。本文綜整現有的真菌DNA甲基化研究,比較真菌與動、植物的DNA甲基化轉移酶功能、蛋白質結構域、和表觀遺傳調控,我們列出真菌所具有的五種DNA甲基化轉移酶:DNMT1/Masc2、Dim-2、RID/Masc1、DNMT5、和DNMT2;最新的研究指出,DNA甲基化轉移酶DNMT5可能會參與真菌的RNA導引DNA甲基化。我們概括了40種已發表DNA甲基化模式之真菌,綜合其甲基化轉移酶演化樹的分析,發現不同分類底下的真菌具有相異的DNA甲基化轉移酶和甲基化模式偏好,而相同分類的真菌則具有類似的DNA甲基化轉移酶和甲基化模式,例如:擔子菌門的DNA甲基化轉移酶主要為DNMT1及DNMT5,並且以CG位點的甲基化為主,而子囊菌門的DNA甲基化轉移酶主要則為RID及Dim-2,且CG位點的甲基化程度不高,與非CG位點(CHG及CHH)甲基化程度相似。此外,在真菌的生活史中,其甲基化的程度並不固定、而是呈現變動的狀態,尤其菌絲體的甲基化程度普遍較其他形態時期來得低;與動植物相比,真菌的甲基化多集中於跳躍子與重複序列上,而缺乏基因座上的甲基化。本文綜述了真菌DNA甲基化及轉移酶與真菌發育、分類的關聯,可作為後續研究真菌DNA甲基化的基礎。

本文第一作者為國立中興大學助理教授乃育昕與中研院國際研究生生物資訊學程博士班黃郁珺共同發表。

Nai et al (2021) Diversity of fungal DNA methyltransferases and their association with DNA methylation patterns. Frontiers in Microbiology