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《Genome Biology》期刊:研究人员发现植物基因沉默的运作

   《Genome Biology》期刊:研究人员发现植物基因沉默的运作

《Genome Biology》期刊:研究人员发现植物基因沉默的运作

(神秘的地球uux.cn报道)据EurekAlert!:植物生物化学和光合作用学院为塞维亚大学和西班牙高等科学研究委员会(CSIC)之联合中心。该学院的Myriam Calonje Macaya博士研究团队与马克斯�普朗克科洛尼亚植物育种研究所之研究员Franziska Turck,最近在Genome Biology期刊共同出版相关研究成果,该研究使得我们更深入了解通过多梳家族蛋白(Polycomb)在植物介导的表观遗传之调控。 生物体的所有细胞在DNA中含有相同的信息,因此为了因应不同细胞类型以及发育过程的不同阶段,在某些特定时刻不必要的基因应该被关闭,此过程称为基因沉默。

Calonje博士说道:「当种子产生时,大量基因被沉默直到植物长成需要活动以後基因才会呈现出来」。

基因的沉默状态会被传到子细胞,细胞记忆就此成立。在过程当中由多梳家族蛋白(Polycomb)参与。这些蛋白分为两组,即PRC1与PRC2,变动发生於其组织蛋白,并与DNA构成染色质。然而组织蛋白中的变动不会造成DNA 变化,却会改变染色质的组织结构,因此基因的表现也会受到影响。

染色质介导的基因沉默作用於动物和植物。多梳家族蛋白首先於动物样本发现;PRC1透过单泛素化改变组织蛋白H2A,PRC2使组织蛋白H3产生组织蛋白甲基转移酶。基於透过动物实验得出的不同结果,过去十年以来科学家一直认为植物上的组织蛋白PcG的作用机制与动物的机制十分相似,并将PRC2的甲基化作为PRC1的锚点,同时使H2A单泛素化。

Zhou、 Romero-Campero科学家与其他参与合作者,以野生型和突变植物研究基因的变动来證明上述的变动是否成立,但研究出来的结论为不成立。为了确定单泛素化的记号PRC2的作用是否为先决条件,还需要相反的机制才能使得大部分的基因被沉默。

Calonje博士强调:「本研究的结果改变了十年以来的理论,该理论对於了解植物的多梳家族蛋白(Polycomb)产生不少误解而导致研究员遭遇瓶颈」。

本研究使用的植物样本为拟南芥(Arabidopsis thaliana),不过专家主张研究的结果可适用於其他的植物上,将来可以发展生物技术应用,进而改善植物的生理与发展。




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