単細胞解像度でのトウモロコシのシス調節アトラス

科学分野:

• 植物ゲノム学
• 分子生物学
• 発達生物学

背景:

• 特殊な細胞機能に不可欠な遺伝子発現を制御する.
• CREsと転写因子 (TF) を理解することは,遺伝子調節と細胞多様性の解読の鍵です.

研究 の 目的:

• 単細胞ゲノミクスを使って6つのトウモロコシ臓器にわたってCREsとTFをマッピングする.
• 細胞のアイデンティティ,クロマチンの組織,遺伝子発現を定義する調節因子を特定する.
• トウモロコシとアラビドプシス・タリアナの間のCREsとTFの進化動態を調査する.

主な方法:

• 6つのトウモロコシの臓器の単細胞ゲノム解析
• 転写因子 (TF) の組み合わせと非細胞自律性の分析
• 高次クロマチンの相互作用に関与するTFの特定
• アラビドプシス・タリアナとの比較ゲノム解析

主要な成果:

• 細胞型特異的なCREsは強化剤の活性に富み,非メチル化されたLTRレトロトランポゾンに位置する.
• CREsはフェノタイプに関連した遺伝子変異のホットスポットであり,トウモロコシの育種における選択のターゲットです.
• トウモロコシとアラビドプシスの間で保存され,異なるTFとCREダイナミクスを特定し,遺伝子規制ネットワークの進化を明らかにした.
• シス調節変異のための単細胞分析ソフトウェアであるSocratesを開発した.

結論:

• このCREアトラスは,トウモロコシの遺伝子調節と発達を理解するための基本的なリソースを提供します.
• CREsは植物適応と繁殖において重要な役割を果たし,重要な遺伝的変異を宿している.
• 比較分析は植物における遺伝子規制ネットワークの 進化的可塑性を強調しています
• ソクラテスのソフトウェアは,種間のシスレギュレーション研究のための多岐にわたるツールを提供します.