JIPB | ​中科院分子植物卓越创新中心雷明光课题组与南方科技大学杜嘉木课题组合作发现拟南芥DNA去甲基化调控的新机制

DNA甲基化是一种保守的表观遗传学修饰，参与基因表达调控、转座子沉默、基因印迹等生物学过程，在植物的生长发育和逆境响应中起重要的作用。DNA甲基化的建立、维持和去除共同调控基因组DNA甲基化的动态平衡。阐明DNA甲基化水平调控的分子机制对深入理解DNA甲基化在植物的生命活动中发挥的作用至关重要。

JIPB近日在线发表了中科院分子植物卓越创新中心雷明光课题组与南方科技大学杜嘉木课题组题为“The H3K9me2-Binding Protein AGDP3 Limits DNA Methylation and Transcriptional Gene Silencing in Arabidopsis”（https://d‍oi.org/‍10.1111/jipb.13369）的研究论文。该研究发现拟南芥中一个具有4个串联AGENET结构域的组蛋白阅读器蛋白AGDP3能够识别组蛋白H3K9me2修饰，并通过调控特定位点的DNA甲基化水平来防止外源转基因以及拟南芥中部分内源基因的沉默。

雷明光课题组研究发现AGDP3是一个抗基因沉默的基因，在agdp3突变体中外源转基因35S:SUC2、35S:HPTII和35S:NPTII的转录水平都发生了显著下调。DNA甲基化分析发现，agdp3突变体中35S启动子的DNA序列被高度甲基化，并且基因组DNA高度甲基化区域（Hyper-DMR）和ros1突变体的重叠很高。ChIP-qPCR结果显示，AGDP3蛋白能够直接结合到35S启动子区域，调控其附近的DNA甲基化水平。杜嘉木课题组利用生物化学与结构生物学手段发现AGDP3蛋白能够结合组蛋白H3K9me2修饰，并成功解析了AGDP3-H3K9me2复合物的蛋白质晶体结构。有趣的是，过去的研究表明在拟南芥中H3K9me2修饰往往与DNA甲基化相互增强，而在本研究中则发现了一个具有限制DNA甲基化水平功能的H3K9me2阅读器蛋白，暗示DNA甲基化与H3K9me2修饰之间存在着更为复杂的调控机制。这篇论文进一步扩充了植物DNA甲基化水平调控的机制，为相关研究提供了新的切入点。

周雪林博士、魏孟伟博士和聂文锋博士为该论文的第一作者，雷明光研究员与杜嘉木教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、深圳市科技计划和广东省普通高校植物细胞工厂分子设计重点实验室开放基金的资助。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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