種子発達の過程で繰り返される要素の広範な脱メチル化が遺伝子インプリントの基礎となっている

科学分野:

• エピジェネティクス エピジェネティクス
• 植物生物学 植物生物学
• 発達生物学 発達生物学とは

背景:

• DNAメチル化は,植物と哺乳類の移植可能な元素と遺伝子インプリントを調節する重要な表遺伝的メカニズムです.
• 植物では,ゲノムインプリントは,発達中の胚を栄養する組織であるエンドスペルムの発達に不可欠です.
• エンドスペルムのDNAメチル化ダイナミクスを理解することは,種子発育と遺伝子調節を解読する上で極めて重要です.

研究 の 目的:

• アラビドプシス・タリアナの胚とエンドスペルムの全ゲノムにわたるDNAメチル化をプロファイルする.
• エンドスペルム特異的なメチル化パターンと発現に関連する新しいインプリント遺伝子を特定する.
• 植物インプリントの進化的起源を調査する.

主な方法:

• アラビドプシスの胚とエンドスペルムの全ゲノム規模のDNAメチル化プロファイリング.
• 転置可能な元素のメチル化状態の分析.
• メチル化および発現データに基づくインプリント遺伝子候補の識別.

主要な成果:

• エンドスペルムの発達中に,ゲノム全体にわたるDNAメチル化変化が顕著に観察されました.
• 移植可能な元素の断片は,エンドスペルムに大量にデメチル化されていることが判明しました.
• 新しいインプリント遺伝子が特定され,エンドスペルムのメチル化が減少した領域と,エンドスペルムの好ましい発現と関連付けられました.

結論:

• 植物におけるエンドスペルムの発達には,DNAメチル化の大規模なエピジェネティック再プログラムが含まれています.
• 植物のインプリントされた遺伝子は,規制要素の近くにある転置可能な元素の標的メチル化から進化する可能性があります.
• 有利な表現の変化に対するポジティブな選択が,植物インプリントの進化を牽引した可能性が高い.