拟南芥中MBD7参与调控ROS1介导的DNA去甲基化机制的研究

发布时间：2016-11-18 21:31

  本文关键词：拟南芥中MBD7参与调控ROS1介导的DNA去甲基化机制的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《中国农业大学》 2015年

拟南芥中MBD7参与调控ROS1介导的DNA去甲基化机制的研究

王春蕾  

【摘要】：DNA甲基化是动植物中重要的表观修饰,DNA甲基化通过建立、维持和去除而动态变化。DNA甲基化的动态变化增强了动植物基因组的可塑性,使生物体能顺利地生长繁殖和更好地适应环境变化。拟南芥中已经发现的DNA去甲基化酶主要是ROSl及其同源蛋白DME、DML2(?)DML3,但它们是如何被特异招募到作用位点上的,目前还不是很清楚。 本研究使用稳定表达ro35S::NPTII和proRD29A::LUC的拟南芥C24转基因株系作为野生型。之前通过对C24野生型进行EMS诱变,筛选pro35S::NPTII沉默的突变体,我们得到编码释放基因沉默的DNA去甲基化酶ROS1,以及其它释放基因沉默的多种蛋白,包括ROS4/IDM1和ROS5/TDM2。ROS4/IDM1是组蛋白乙酰转移酶,通过促进ROS1的功能参与DNA去甲基化；ROS5/IDM2是小热激蛋白,通过与ROS4/IDM1和ROS1形成复合体,参与DNA去甲基化。本研究发现了另一个参与DNA去甲基化过程的MBD家族蛋白MBD7(METHYL-CpG-BINDING DOMAIN7).报道称MBD7定位在拟南芥细胞核里的染色中心上。通过全基因组亚硫酸氢盐测序发现,mbd7突变体中pro35S::NPTII转基因位点3’端NOS区的甲基化明显上升,暗示MBD7可能是通过DNA去甲基化作用调控pro35S::NPTII转基因位点的表达。同时发现,MBD7不影响基因组整体水平的DNA甲基化状态,但在mbd7突变体中鉴定到2664个甲基化升高的DMR(Differentially Methylated Region)位点,表明MBD7能在基因组特定位点上参与DNA的去甲基化过程。将mbd7突变体中的甲基化升高位点比对到拟南芥的五条染色体上,发现MBD7调控的位点主要分布在着丝粒区域。 通过体外的酵母双杂、pull-down和体内的Co-IP等实验发现,MBD7能与ROS5/IDM2相互作用。通过亚硫酸氢盐测序发现,在ROS5/IDM2调控的部分内源位点上,mbd7突变体中的DNA甲基化水平也升高,并且ros5-1mbd7双突变体中的DNA甲基化水平与单突变体相比没有加强作用,暗示MBD7和ROS5/IDM2可能通过同一条通路参与DNA去甲基化。通过进一步分析全基因组亚硫酸氢盐测序数据发现,在mbd7、rosl-l、ros4和ros5-1突变体中有一些甲基化共同升高的位点。以上结果暗示MBD7、ROS1、ROS4/IDM1和ROS5/IDM2共同参与DNA去甲基化过程。MBD7是拟南芥中能特异结合CG甲基化位点的MBD家族成员。通过染色质免疫共沉淀实验发现MBD7能特异结合mbd7突变体中DNA甲基化升高的DMR位点,并且MBD7所结合的位点有高度密集分布的甲基化修饰。 以上实验结果表明,MBD7能特异结合甲基化高度密集分布的位点,通过与ROS5/IDM2互作,最终招募ROS1,进而参与DNA去甲基化过程。这些发现有助于我们更深入地了解植物中DNA去甲基化的作用机制,并增进对植物MBD蛋白家族参与表观修饰机制的认识。

【关键词】：
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q943.2
【目录】：

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本文编号：181434