邓兴旺《The Plant Cell》表观遗传修饰新成果

著名华人科学家，北京生命科学研究所长邓兴旺带领的研究小组在《The  Plant  Cell》杂志在线发表玉米基因组表观遗传修饰等研究成果，文章标题为：Genome-Wide  and  Organ-Specific  Landscapes  of  Epigenetic  Modifications  and  Their  Relationships  to  mRNA  and  Small  RNA  Transcriptomes  in  Maize。

2008年2月8日邓兴旺在《Plant  Cell》上发表他领导团队的最新研究结果，探讨了水稻中表观遗传的改变与基因表达直接的相互关系。只有DNA甲基化而没有H3K4甲基化会导致转录的抑制，同时有DNA甲基化和H3K4甲基化，转录活性只降低一点点。编码蛋白基因的转录活性与  H3K4me3/H3K4me2的比率大小正相关，主要为H3K4me3时则转录活性高；主要为H3K4me2时转录活性低。

玉米基因组草图于2008年初公布。因此，对玉米基因组的注释，表观遗传修饰，基因和各种小RNA转录活性的研究成为玉米功能基因组学领域的重要课题。这是邓兴旺研究小组继水稻表观遗传学研究后的又一力作。

本研究中，邓兴旺等对四种组蛋白修饰和DNA甲基化是如何综合影响基因表达进行了系统的分析：三种组蛋白H3K4me3,  H3K9ac,  H3K36me3在编码蛋白的功能基因上丰度很高，而在转座子相关基因上很少，并且对基因表达起到正调控的作用；H3K27me3和DNA  methylation对基因表达具有负调控的作用，并且是相互排斥的。小RNA中microRNA和siRNA的组成比例在植物不同的发育阶段是有所不同，这种差异是由mop1基因的组织特异性表达所控制：高丰度的mop1基因表达可以使24-nt  siRNA比例升高；相反，低丰度mop1基因表达导致24-nt  siRNA比例降低，而21-nt  miRNA比例升高。本研究还发现了两类新的siRNA：一类长度为22-nt的siRNA，是由基因组中long  hairpin  double-stranded  RNA产生，作用于基因的编码区；另一类(20~22-nt)由基因组中的短颠倒重复序列(Short  inverted  repeat)产生的类似于miRNA的siRNA  (miRNA-like  small  hairpin  RNA)，以反式作用的模式与基因的上下游互补链结合。

NIBS王向峰博士和李学勇博士，耶鲁大学Axel  Elling博士及中国科学院李宁博士为文章共同第一作者。NIBS何光明博士和戚益军博士，耶鲁大学孙卉参与了ChIP-DNA，mRNA和小RNA库的构建。ChIP-Seq与RNA-Seq测序数据是由北京生命科学研究所产生，其分析工作是在耶鲁大学和哈佛大学  (X.  Shirley  Liu)实验室合作下完成的。北京大学彭智宇博士参与了玉米基因组功能注释工作。邓兴旺教授为该文章的通讯作者。

此项研究为科技部863项目和北京市科委资助课题。

（生物通  小茜） (责任编辑：泉水)

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