水稻中的H3K4特異性去甲基酶參與控制轉(zhuǎn)座子活性
近日來自*遺傳與發(fā)育生物學研究所的研究人員在組蛋白H3K4去甲基化酶研究中取得重要進展，證實水稻中的H3K4特異性去甲基酶JMJ703參與控制了轉(zhuǎn)座子活性，相關(guān)研究論文于1月14日在線發(fā)表在《美國*院刊》（PNAS）雜志上。

*這一研究的是*遺傳發(fā)育所基因組生物學研究中心主任曹曉風（Xiaofeng Cao）。其2008年曾獲得美國杜邦青年科學家獎，2011年獲得“中國青年女科學獎”。研究小組的主要科研方向為DNA及組蛋白甲基化和小分子RNA調(diào)控機理。

轉(zhuǎn)座子（Transposable elements）廣泛存在于植物基因組中，是核DNA的重要組成部分。大約40%的水稻基因組是由轉(zhuǎn)座子組成，其中許多都是反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，包括14%的LTR和1%的非LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子。盡管它們分布廣泛且非常豐富，然而，卻只有極少數(shù)的轉(zhuǎn)座子被發(fā)現(xiàn)發(fā)生了轉(zhuǎn)座，表明轉(zhuǎn)座子活性有可能受到了宿主基因組的嚴密調(diào)控，將與活性轉(zhuǎn)座相關(guān)的潛在誘變效應(yīng)降到zui低。

與這一概念相一致的是，越來越多的證據(jù)表明：如DNA甲基化、RNA干擾和H3K9me2等表觀遺傳沉默信號，在轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平上選擇性發(fā)揮功能，抑制了轉(zhuǎn)座子活性。然而目前仍不清楚，與活性轉(zhuǎn)錄相關(guān)的組蛋白修飾去除是否也參與了轉(zhuǎn)座子沉默。

在這篇文章中，研究人員證實水稻蛋白JMJ703，作為一種活性H3K4特異性去甲基酶，是轉(zhuǎn)座子沉默的必要條件。JMJ703活性受損可引起H3K4me3水平增高，導(dǎo)致大量的內(nèi)源基因錯誤調(diào)控，兩個非LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子家族轉(zhuǎn)座重激活。有趣的是，JMJ703缺失并不會影響從前發(fā)現(xiàn)的其他表觀遺傳信號沉默的轉(zhuǎn)座子。這些結(jié)果表明活性組蛋白修飾去除與轉(zhuǎn)座子沉默有關(guān)，不同的轉(zhuǎn)座子亞類有可能受到不同的表觀信號通路調(diào)控。

新研究揭示了組蛋白H3K4me3去甲基酶在高等植物反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子沉默中起重要作用。這項工作揭示了活性表觀遺傳標記去除與反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子沉默之間的，對于闡明人類的腫瘤發(fā)生機制也具有參考意義
水稻中的H3K4特異性去甲基酶參與控制轉(zhuǎn)座子活性