拟南芥DDM1蛋白和RNA结合蛋白DDM3参与调控转录通读机制的研究

来源 :中国农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zous111
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
真核生物中,严格的转录调控机制对于基因的正确表达具有重要的作用,而有效的转录终止能够防止相邻基因发生转录通读。转录通读(Transcriptional read-through,TRT)是指一个基因在转录过程中越过终止信号而继续转录下游DNA的现象,它不仅能够造成相邻基因的转录干涉,还会导致两个甚至多个基因产生异常的转录本。目前为止,拟南芥中关于调控转录通读的机制还不是很清楚。3’UTR在基因的转录过程特别是转录终止过程中具有关键作用,本研究使用稳定表达35S-LUC(CaMV 35S promoter::LUCIFERASE,without 3’UTR)的拟南芥转基因株系作为野生型,通过对WT野生型进行EMS诱变,筛选LUC基因表达的突变体,鉴定到参与调控基因转录通读的两个关键因子:核小体重塑蛋白DDM1(Decrease in DNA methylation 1)和RNA结合蛋白DDM3(Decrease in DNA methylation 3)。DDM1是Snf2家族一个重要的染色质重塑因子,它能改变核小体的组成和排布,它的突变会造成大量转座子和重复序列DNA甲基化水平的降低,表达量升高。本研究表明,DDM1能够限制外源35S-L CUC和内源MULE-CYP40位点转录通读,进一步通过链特异性转录组测序发现,在ddm1-11突变体中有43个TRT位点,包括基因和基因,转座子(TE)和TE以及基因和TE。将ddm1-11突变体中的TRT位点比对到拟南芥的五条染色体上,发现以上位点主要分布在着丝粒附近的异染色质区域。通过对全基因组亚硫酸氢盐测序结果分析发现,这些转录通读位点的DNA甲基化水平在ddm1-11突变体中明显下降,且通常发生在野生型中基因间甲基化水平较高的区域。这一结果也暗示,基因间的DNA甲基化水平在阻止异常基因转录通读以及新基因的产生过程中发挥着重要作用。除DDM1外,本研究还鉴定到一个拟南芥RNA结合蛋白DDM3,该蛋白含有三个能够和RNA结合的KH结构域。DDM3蛋白定位于细胞核中并可能在拟南芥的花粉中表达。通过RT-PCR、Northern blot以及转录组测序发现,DDM3的突变也能造成外源35S-LUC和内源基因或者TE发生转录通读。进一步转录组测序分析结果表明,在ddm3突变体中有719个基因和634个TE表达量上调,而全基因组亚硫酸氢盐测序结果也表明,DDM3的突变能够造成CG、CHG和CHH位点的DNA甲基化水平明显降低。进一步研究发现,ddm3突变体和ddm1突变体的DMRs重叠区域最多,在基因组上的分布也最相近。通过对RIP-seq结果的分析发现,DDM3能够结合到DNA甲基化水平降低位点对应的RNA序列上。除此之外,分子筛和质谱分析结果表明,DDM3在体内以复合物形式存在,并且和DRM1相互作用。综上所述,DDM1和DDM3能够限制异常基因的转录通读,基因间序列的DNA甲基化水平是转录通读过程中的一个重要信号。本研究还发现了拟南芥中调控DNA甲基化的一种新的作用机制。DDM3通过结合到特异位点的RNA上,进而招募DNA甲基转移酶催化对应位点的DNA甲基化进而调控基因的表达,而DDM1也参与了这一过程。这些发现有助于我们更深入地了解植物中DNA甲基化的作用机制,并增进对基因转录通读过程的认识。
其他文献
哺乳动物脂肪细胞可以分成白色脂肪细胞、褐色脂肪细胞和米色脂肪细胞。其中白色脂肪主要以甘油三酯的形式储存过剩能量,褐色脂肪和米色脂肪可以通过非颤抖性产热作用将能量转化成热量。有研究表明,下丘脑促进交感神经释放去甲肾上腺素,去甲肾上腺素通过β3-AR受体激活褐色脂肪和米色脂肪细胞产生热量。褐色脂肪细胞通过位于线粒体内膜的解偶联蛋白1(Uncoupling Protein 1,UCP1)产生热量的机制已
虽然铵态氮和硝态氮是植物生长直接吸收利用的主要氮素形态,但是土壤中90%以上的氮素以有机态存在,其中氨基酸是土壤中主要的小分子有机含氮化合物,占土壤全氮的15-60%。氨基酸作为氮素营养能被植物根系吸收,也可能作为信号分子调控植物的生长发育。Walch-Liu等曾发现,50μM的L-谷氨酸(L-Glu,简写Glu)即可强烈抑制拟南芥C24幼苗的主根生长并激发较多的侧根发育,故而推测Glu可能像在动
肌球蛋白是肌肉组织的重要组成蛋白质,肌球蛋白凝胶的特性决定了肉制品持水性、硬度及黏弹性。肌球蛋白在温度等外界条件影响下,蛋白聚集状态、结构等发生改变,进而影响到最终凝胶特性,但是热诱导凝胶形成机制尚不明确。本论文以猪通脊肉为实验原料,建立了猪肉肌球蛋白有效解离的方法,研究了肌球蛋白在不同Na+、Ca2+及pH值条件下的热聚集行为,探究了肌球蛋白在不同Na+、Ca2+及pH值条件下热诱导凝胶的形成机
生物被膜是多数细菌自然状态下的一种生长方式,有助于菌体抵抗外界环境胁迫,其形成与发展常受到群体感应(Quorum sensing,QS)系统的调控。然而,目前研究多集中于病原菌,涉及益生菌的相关研究非常匮乏。类植物乳杆菌L-ZS9分离自发酵肉制品,产Ⅱb类细菌素,对结直肠癌细胞有抑制作用,具有开发为益生菌及发酵剂的潜力。本研究以L-ZS9菌株为材料,在分析其生物被膜生理优势、影响因素及具有LuxS
Small RNAs 中的 microRNAs(miRNAs)和 trans-acting siRNAs(tasiRNAs)在植物生长发育、胁迫响应等多种生理生化过程中发挥重要作用。近年来,高通量测序产生了大量的small RNAs序列,而采用转基因方法表达人工miRNAs(artificial miRNAs,amiRNAs)来研究miRNAs的功能费时费力。本研究对中国番茄黄化曲叶病毒(Toma
小麦白粉病(Blumeriagraminisf.sp.tritici)是小麦主要病害之一,严重威胁小麦的生产安全。实践证明,最经济有效的方法就是培育抗病品种,而培育抗病品种的关键是寻找新的抗白粉病基因。小麦穗部蜡质作为小麦与外界接触的最外层物质,能保护小麦免受紫外线和害虫的伤害,有研究证明蜡质与小麦的抗旱性有重要关系,对小麦的生长发育具有重要的意义。野生二粒小麦含有丰富的抗病资源和较多的变异类型,
有机农业作为一种环境友好型生产模式,改善了土壤的养分平衡状态,其中土壤微生物是养分元素循环的主要参与者,在土壤肥力的形成和维持中起重要作用。本试验以2002年建立于中国农业大学曲周实验站的日光温室有机、无公害与常规蔬菜长期定位试验为研究对象,连续2年系统地研究不同种植模式下的氮素动态和平衡,同时利用实时荧光定量PCR分析介导氮素形态转化的固氮细菌、氨氧化细菌(AOB)、氨氧化古菌(AOA)和反硝化
以CRISPR/Cas9为代表的第三代基因组编辑技术已经被广泛用于基础研究、品种改良和生物医疗等领域。CRISPR/Cas9技术包含两个不可或缺的元件-Cas9核酸酶和单链导向RNA(Single Guide RNA,sgRNA),两种元件发挥作用的形式包括体外转录的Cas9 mRNA和sgRNA复合体、Cas9蛋白和sgRNA复合体及包含编码Cas9蛋白和sgRNA的载体。前两种递送形式的安全性
将甜土植物短暂暴露在一个低的非致死盐环境下,可以显著增强植物对之后出现的致死盐胁迫环境的抗性,这个过程称为盐锻炼。盐锻炼对提高植物耐盐性和促进农业生产实践具有重要作用,但是其分子机制并不十分清楚。为了研究盐锻炼的分子机制,本论文使用拟南芥建立了一套盐锻炼体系。之前关于盐锻炼的研究方法通常是将经过盐锻炼处理的幼苗直接移到高浓度盐胁迫环境下,这样不能将盐锻炼相关基因从低浓度盐响应基因中区分出来。本体系
由Xanthomonas campestris pv.campestris(Xcc)引起的十字花科作物黑腐病是世界范围内重要的作物病害。前期研究表明该病原菌的Ⅲ型分泌系统对其毒性和致病性具有关键的作用。但是,对该病原菌的单个Ⅲ型效应因子的毒性功能及其参与致病的作用机理的了解还很缺乏。本研究通过转基因技术以及生物化学的方法,研究了Xcc Ⅲ型效应因子AvrXccB抑制植物免疫的能力及其潜在的作用机理