JGG | 西北农林科技大杨若林团队解析植物组蛋白修饰调控语法

组蛋白修饰是高等生物中一类十分重要的表观遗传修饰。目前已知的组蛋白修饰有几十种之多，它们在基因组中的组合分布对于精准调控基因转录表达的时空特异性具有重要作用。在植物中，组蛋白修饰不仅对细胞命运决定和组织器官形态建成具有重要调控功能，还对植株响应外界环境信号至关重要。目前，虽然通过生物化学、分子生物学和功能基因组学手段已经鉴定出一些与植物组蛋白修饰相关的“writer”，“reader”和“eraser”，但植物中决定组蛋白修饰水平的DNA特征仍待研究。

2022年7月16日，Journal of Genetics and Genomics在线发表西北农林科技大学杨若林教授团队题为“Deciphering the regulatory code of histone modifications in plants”的研究论文。该研究利用机器学习方法系统解析了拟南芥、水稻和玉米中近二十种组蛋白表观遗传修饰的DNA调控语法。

https://doi.org/10.1016/j.jgg.2022.07.003

该研究首先利用随机森林回归机器学习模型对拟南芥、水稻和玉米三种植物多种组织的19种组蛋白修饰ChIP-seq数据进行了建模，证明仅从DNA序列特征(k-mers)也能较准确地预测出植物组蛋白修饰水平，并利用该算法发掘和鉴定出一千多个具有潜在调控组蛋白修饰功能的非冗余DNA基序(motif)，其中部分基序与已知参与调控植物组蛋白修饰的转录因子DNA基序吻合。进化分析表明，鉴定到的DNA基序总体受到较强的功能约束，进化速率较小，提示它们在组蛋白修饰中具有重要功能。综上，该论文解析了植物组蛋白修饰的DNA调控语法，为其动态进化模式的研究提供新的思路和见解。

西北农林科技大学博士研究生李昭宏和硕士研究生李东维为该论文共同第一作者，杨若林教授为通讯作者。相关工作得到国家自然科学基金、陕西省人才项目和西北农林科技大学基金项目等资助。

引用本文：Zhaohong Li, Dongwei Li, Ye Li, Xiaoping Guo, Ruolin Yang. (2022). Deciphering the regulatory code of histone modifications in plants. Journal of Genetics and Genomics.

DOI: 10.1016/j.jgg.2022.07.003

图文来源：JGG 遗传学报公众号

转自：植物生物技术Pbj

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