在光形生成过程中对染色质可访问性和结构的单分子视图

科学领域:

• 植物分子生物学 植物分子生物学
• 表观遗传学 在表观遗传学中,表观遗传学是指表观遗传学.
• 基因组学就是基因组学.

背景情况:

• 染色体组织对于基因表达至关重要,并且受到植物中光等环境因素的影响.
• 现有的方法缺乏在单个分子水平上研究染色质动态的分辨率,这阻碍了我们对光介导表观遗传变化的理解.
• 研究色素动态对于理解植物发育和对刺激的反应至关重要.

研究的目的:

• 应用Fiber-seq,一种长期阅读的单分子染色体分析技术,用于植物中高分辨率绘制染色体可访问性,核细胞定位和DNA甲基化.
• 为了研究暴露于光线对色素结构和基因表达在*Arabidopsis thaliana*和玉米的光形生成过程中的影响.
• 探索经典光信号通路在调节染色质可访问性方面的作用,并在以前无法访问的重复性基因组区域中描述DNA甲基化.

主要方法:

• 利用Fiber-seq,一种长时间读取的单分子测序技术,用于染色体分析.
• 生成了近核酸分辨率图的染色质可访问性,核体定位和细胞因子甲基化.
• 在光照条件下,分析了野生类型和突变植物 (*cop1-6*, *pifq*, *hy5 hyh*) 的染色质可访问性变化.
• 应用高准确度长读序列测序,在重复的基因组元素中分析DNA甲基化.

主要成果:

• 暴露于光线引起了显著的,特定于位点的染色质可访问性的变化,特别是在参与光合作用,激素信号和发育的基因中.
• 发现经典的光信号通路可以调节染色体的可访问性.
• 纤维测量使得以前无法访问的重复区域,如5SrRNA基因和*CEN180*卫星重复中的DNA甲基化高分辨率分析成为可能.
• 在异色彩位点中观察到明显的依赖光的染色质可访问性变化,这些变化以前无法检测到.
• 在玉米中,Fiber-seq促进了高精度的de novo基因组组装和细度结构变异的检测.

结论:

• 纤维-seq提供了跨调节和重复元素的染色质状态的综合视图,为植物表观基因组动态提供了关键的见解.
• 光显著重塑植物染色体结构,影响基因表达和发育途径.
• 该方法提高了我们研究表观基因组调节的能力,以响应环境线索,并有助于基因组分析.