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我所科研人员揭示植物再生过程中的表观信息重编程机制

2012年8月,我所黄海课题组在《PLoS Genetics》杂志发表题为“Reprogramming of H3K27me3 Is Critical for Acquisition of Pluripotency from Cultured Arabidopsis Tissues”研究论文,揭示植物再生过程中的表观信息重编程机制。

植物可以通过愈伤组织的形式进行再生。再生过程伴随着复杂的细胞命运转变和大规模基因表达的变化。近年来,愈伤组织已被赋予了新的定义:它是一团类似于根尖分生组织细胞,而非脱分化细胞。因此,从叶转分化为愈伤组织的过程是一个类似于叶细胞向根细胞命运转变的过程。这一过程主要由生长素指导完成。

这项研究论文发现,由Polycomb group(PcG)途径介导的基因表达沉默型表观遗传调节是叶向愈伤组织转变的关键步骤。PcG突变体clf swn的叶组织无法转变为愈伤组织。通过ChIP-chip技术发现,PcG介导的组蛋白H3K27三甲基化修饰在叶转变为愈伤组织的过程中,出现大规模的动态变化:(1)在生长素相关基因座位上出现去甲基化;(2)在叶特征基因座位上出现新的甲基化位点;(3)在根特征基因座位上出现去甲基化。H3K27甲基化修饰的动态变化伴随着生长素相关基因的激活、叶特征基因的沉默和根特征基因的激活。而PcG突变体无法再生的原因可能是无法沉默叶特征基因,导致叶细胞命运无法向根细胞命运转变。

此项研究得到了科技部973计划、国家自然科学基金委和国家重点实验室等项目的支持。(供稿人:徐麟)
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