《Nature》子刊：植物“永生”细胞甲基化重编程机制

英国John Innes研究所的Xiaoqi Feng课题组最近《Nature Genetics》发表文章，解决了“植物生殖细胞是否在每个生殖周期也经历DNA甲基化重编程”这一长期争论。

　　

John Innes研究所（John Innes Centre，JIC）Xiaoqi Feng博士

生物通：生殖细胞通常被认为是“不朽的”，因为它们的遗传物质可被后代完全继承。

DNA甲基化是DNA的一种修饰，能在不改变基因序列的前提下改变DNA活性。以DNA甲基化等修饰为核心的表观遗传学是当代生命科学发展最快的领域之一，在改善人类和植物健康等方面具有很高潜力。

DNA甲基化重编程是动物体内最常见的现象，在生殖细胞中尤其明显，对生殖是否成功起调控作用。

Xiaoqi Feng课题组和莱斯特大学（University of Leicester）的同事们首次报道了开花植物的生殖细胞内也存在DNA甲基化变化。

该项目的领导人冯博士说：“我们知道，DNA甲基化重启（re-setting）在动物体内广泛存在，在世代传递过程中，甲基化标记需经历擦除和重建。”

“植物虽历经数代繁殖，它们的DNA甲基化信息仍保存完好，因此人们相信植物生殖细胞的甲基化重编程事件应该不多。但是，通过我们的这项研究，揭示植物生殖细胞也在经历甲基化重编程，而且是细胞行使功能的必要条件。”

通过分析代表植物拟南芥的遗传谱，研究人员在拟南芥雄性性谱系中鉴定出一个活跃的基因靶向RNA-指导的DNA甲基化（RNA-directed DNA methylation，RdDM），在细胞减数分裂过程中调控基因表达。缺失这种性谱系特异性RdDM，导致MPS1基因（也称PRD2）错误拼接，从而打扰减数分裂过程。

冯博士解释道：“我们发现了一种新的重编程机制，并将其命名为de novo (anew) DNA甲基化。许多植物组织中特定细胞都能利用这条途径调节基因表达，实际上，de novo DNA甲基化参与了植物的许多进程。”

掌握植物发育经历了哪些事件，是利用表观遗传调控特定基因表达的前提条件。“了解植物生殖细胞如何传递和继承DNA甲基化，对理解甲基化如何在变化中保持传代稳定非常重要，两者都是利用表观遗传学改良作物属性的必要基础。”

原文检索：
Sexual-lineage-specific DNA methylation regulates Arabidopsis meiosis

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（生物通：伍松）