雨生虾青素积累的表观遗传调控机制

近日，中国科学院合肥物质科学研究院黄青教授领导的研究小组揭示了低温等离子(LTP)处理下雨生虾青素积累的刺激效应的表观遗传调控机制。研究结果发表在《生物资源技术》杂志上。

　　

   

   

LTP诱导的海藻细胞组蛋白甲基化

雨生红球菌(H. pluvialis)能产生具有较强抗氧化能力的天然虾青素。如何提高雨生虾虾青素的含量是当前研究的热点。

近日，中国科学院合肥物质科学研究院Huang Qing教授领导的研究小组揭示了低温等离子体(LTP)处理下雨生虾青素积累的刺激效应的表观遗传调控机制。研究结果发表在《Bioresource Technology》杂志上。

“之前，我们发现低温等离子体可以刺激雨生H. pluvialis的生长和虾青素的积累，”这项研究的组长Huang教授说，“但其机制尚不清楚。然后，我们想知道这是否是由于表观遗传效应，因为我们在这种情况下没有突变，所以我们发起了这项研究，目前的工作只是验证了我们的假设。”

“组蛋白三甲基化发生在藻细胞低温等离子体处理后，组蛋白三甲基化位点位于胡萝卜素异构酶（CRTISO）的启动子处，该启动子调节下游胡萝卜素衍生的植物激素，并导致虾青素含量增加。”Huang教授进一步解释。

研究组在检测激素和转录基因后发现，经LTP处理后，藻类中独角仙内酯(SLS)和脱落酸(ABA)水平显著升高，虾青素合成基因表达增加，特别是其中一个关键基因CRTISO特异上调。通过免疫荧光实验，他们发现血浆放电处理后组蛋白H3赖氨酸4三甲基化(h3k4me3)的荧光强度增加，表明表观遗传改变。ChIP PCR实验进一步证实h3k4me3位点位于CRTISO启动子区域，启动子表达上调。

“所以我们进行了这些实验，证明了等离子体刺激是通过调节h3k4me3增加CRTISO的表达来实现的，”该论文的共同第一作者LI lammei说。

本研究从表观遗传学角度探讨LTP促进藻类生长和虾青素生产的机理。

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Low-temperature plasma promotes growth of Haematococcus pluvialis and accumulation of astaxanthin by regulating histone H3 lysine 4 tri-methylation