中科院携手贝瑞和康揭开植物组蛋白去甲基化酶招募的新机制-商家动态-资讯-生物在线

中科院携手贝瑞和康揭开植物组蛋白去甲基化酶招募的新机制

作者:北京贝瑞和康生物技术有限公司 2016-06-08T10:15 (访问量:2962)

文章简介

近期,中国科学院遗传与发育生物学研究所的曹晓风课题组使用北京贝瑞和康生物技术有限公司的测序平台,取得了一项里程碑式的新成果:该课题组发现了植物组蛋白去甲基化酶招募的新机制。

相关研究成果于2016425日在国际著名学术期刊《自然遗传》(Nature Genetics)(影响因子为29.352)杂志上在线发表(doi:10.1038/ng.3556)。该项研究得到了科技部重大研究计划、国家自然科学基金和植物基因组学国家重点实验室的支持。

研究背景

核小体作为真核生物的染色质的基本单位,由DNA缠绕组蛋白八聚体构成。组蛋白N端存在多种共价修饰,这些翻译后修饰通过影响染色质的状态而调控基因表达等过程。组蛋白H327位赖氨酸的三甲基化修饰(H3K27me3)通过维持基因的沉默状态,在动植物细胞命运决定以及发育中起着重要的调控作用。实验室前期研究发现REF6/JMJ12可以特异性的去除H3K27me3/me2甲基化修饰,调控了拟南芥基因组中超过600个基因的H3K27me3水平。该工作于2011年发表在Nature Genetics杂志。然而,REF6如何特异性招募到这些靶基因上的分子机制还不清楚。

研究方法

测序材料:拟南芥

测序方法:ChIP-Seq

测序模式:100PE

研究结果

1.本文通过对植物中的REF6进行研究,发现REF6蛋白C端的串联锌指结构域是其功能所必须的。缺失串联锌指结构域的REF6蛋白虽然仍具有H3K27me3去甲基化的酶活性,但是不能找到其靶基因位点。

2.进一步研究发现REF6可以通过自身的串联锌指结构域识别特异DNA基序(CTCTGYTY)实现其对靶基因的选择性,进而实现位点特异性的H3K27me3去甲基化。

3.通过对基因组内CTCTGYTY基序的生物信息学分析,研究者发现REF6更倾向于结合在CTCTGYTY基序密集而且染色质处于活跃状态的区域(图1)。同时研究者发现在ref6突变体中有一定比例的子叶融合表型。前人研究发现拟南芥CUC1CUC2CUC3三个同源的转录因子参与了子叶边界分离过程。

1REF6通过ZnF结构域识别CTCTGYTY序列

4.染色质免疫共沉淀实验表明,REF6可以结合CUC1CUC3基因位点并去除H3K27me3甲基化,但不影响CUC2。与之前的发现一致的是CUC1CUC3基因位点含有多个CTCTGYTY基序,而CUC2基因位置不含有此基序。ref6CUC基因的双突变以及三突变的遗传分析进一步证实REF6通过CUC1CUC3基因而不是CUC2基因调节器官边界形成。

5.REF6同源蛋白广泛存在于植物不同类群(从苔藓植物到被子植物),对这些蛋白锌指结构域的序列识别特异性进行进一步研究将有助于我们理解植物中组蛋白去甲基化酶有何特异调控靶基因。

高通量测序是近十来年来发展最为迅猛的生物技术,贝瑞和康一直致力于应用高通量测序技术广泛的帮助科研工作者解决各种科研问题,并且已经协助科研单位发表多篇高质量的相关研究成果,受到了科研界的普遍认可。贝瑞和康与中科院遗传所曹晓风课题组合作多次,此次是二代测序技术与基础研究完美结合的又一例证。

目前,贝瑞和康紧跟测序时代潮流引进第三代PacBio Sequel测序系统,Sequel测序系统拥有超长读长、无GC偏好性、无PCR扩增等优势,能彻底解决基因组的复杂性难题,为科研工作者提供更加全面、细致的基因组学、转录组学、表观基因组学的解析方案。

贝瑞和康借助PacBio Sequel测序系统为科研工作者提供动植物基因组de novo测序、微生物基因组de novo测序、全长转录组测序、长片段/大基因目标区域捕获测序等服务。

未来,贝瑞和康在二代和三代测序系统基础之上,为广大科研工作者提供更加优质的科研服务,为推进科学事业的进步尽自己的绵薄之力。

参考文献

1. Cui X, Lu F,et al., REF6 recognizes a specific DNA sequence to demethylate H3K27me3 and regulate organ boundary formation in Arabidopsis. Nat Genet. 2016 Jun;48(6):694-9.

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