华南农业大学等单位合作解析表观遗传调控植物胚乳发育的分子机制学术资讯

来源：植物科学最前沿

近日，华南农业大学与美国北卡州立大学等单位合作完成的研究论文“The catalytic core of DEMETER guides active DNA demethylation in Arabidopsis”在国际著名期刊PNAS（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，美国科学院院报，IF=9.58）上正式发表。华南农业大学林学与风景园林学院张向前副教授为该论文的共同通讯作者。该研究解析了DEMETER通过表观遗传方式调控植物胚乳发育的分子机制。

被子植物种子形成要经历一个独特的双受精过程产生合子和初生胚乳核。双受精后由合子发育成胚，中央细胞发育成胚乳。研究表明，受精前中央细胞基因组去甲基化是种子存活所必须的，而DEMETER（希腊五谷之神）基因则负责来自母体组织的中央细胞甲基化修饰。在拟南芥中DEMETER可调控数千个基因组位点，其中编码基因邻近区域是DEMETER去甲基化的优先靶标区域，同时DEMETER也能作用于基因间和异染色质基因组区域，然而DEMETER如何被招募到不同的染色质区域并不清楚。

该研究表明：DEMETER包含C端和N端两个功能域，其中C端是催化活性的核心功能区兼具基因富集区域靶向功能；DEMETER的N端无催化活性，但是通过招募染色质重塑复合物对DEMETER靶向异染色质区段是必须的，可以提高去甲基化的特异性。进化分析表明，DEMETER的C端在维管植物和非维管植物中序列保守，而其N端仅在开花植物中存在，暗示N端是在陆生植物进化晚期获得的。该研究结果阐明了DEMETER靶向不同染色质位点的分子机制，进一步丰富了植物胚乳发育的表观遗传调控机理。

该研究是张向前副教授研究组近年来在表观遗传研究方面继Plant Physiology（2015, 169: 2118 -2128）和Rice（2019，12）的第3篇高水平论文。研究得到了国家自然科学基金（31671594、30900884）、广东省自然科学基金（2014A030313457）的资助。

来源：frontiersin 植物科学最前沿

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