国家生物信息中心展现植物中DNA半甲基化稳态维持的机制
DNA甲基化是一种常见的表观遗传修饰，其在基因表达调控中起着主要作用。在哺乳动物中，DNA甲基化主要爆发在“胞嘧啶-鸟嘌呤”（CG）位点的胞嘧啶上，且CG双链上两个胞嘧啶的甲基化状态通常一致（“完全甲基化”或“非甲基化”）。这种对称的甲基化状态会在DNA复制历程中转化为差池称的“半甲基化”状态，再由DNA甲基转移酶介导的维持甲基化机制转化为完全甲基化状态。别的，其它染色质相关因素也能影响半甲基化水平。半甲基化是整个DNA甲基化组中的主要组成状态，有“承上启下”的作用。因此深入相识半甲基化调控关于明确DNA甲基化稳态具有主要意义。在植物中，DNA甲基化可以爆发在恣意胞嘧啶上，且在CG和CWG（W=A/T）位点上的甲基化水平较高，因此植物中可能在多种胞嘧啶序列上都保存半甲基化状态，但现在关于植物中DNA半甲基化的相识很是有限。
7月11日，国家生物信息中心盘算生物学部徐晨欢团队在Advanced Science?在线揭晓了题为“Homeostasis of DNA hemi-methylation in Arabidopsis through methylation maintenance, DNA replication, and nucleosome positioning mechanisms”的研究论文。该研究使用hairpin BS-seq手艺绘制了多种拟南芥植株中的DNA半甲基化图谱，系统研究了种种DNA甲基转移酶对半甲基化稳态的影响，并剖析了DNA复制和核小体占位等因素在半甲基化形成和维持中施展的作用。
研究职员使用hairpin BS-seq对野生型（Col-0）和种种带有DNA甲基转移酶突变的拟南芥植株的半甲基化和完全甲基化水平举行了测定，发明拟南芥在CG和CWG位点上均具有较高的半甲基化水平，且半甲基化和完全甲基化水平高度相关�；谀饽辖嬷械陌爰谆胪耆谆降谋壤叵�，研究职员建设了甲基化维持速率与整体甲基化水平关系的数学模子，并发明常染色质与异染色质上的甲基化维持效率保存显着的差别。通太过析核小体周围的半甲基化与完全甲基化水平，研究职员发明核小体可以抑制半甲基化到完全甲基化的转换，从而增进半甲基化的维持。由于DNA复制历程中爆发的大宗半甲基化具有特殊的同链性，研究职员在单分子水平上剖析了相邻胞嘧啶上的甲基化同链性，发明相邻的半甲基化位点更倾向于在DNA双链的统一单链上携带甲基基团，体现从DNA复制后，到维持甲基化爆发前的时间窗口在半甲基化稳态中起到了主要作用。这种半甲基化的同链性也在大豆、玉米、高粱等其它植物物种的DNA甲基化数据中获得了验证。
该研究系统地剖析了拟南芥基因组的DNA半甲基化，并通太过析半甲基化与完全甲基化的动态关系研究了多种染色质相关因素在甲基化稳态中施展的作用，还通过泛物种剖析，展现了一种潜在的半甲基化稳态维持机制。
国家生物信息中心徐晨欢研究员为本文的通讯作者，博士后陈亨野为本文的第一作者。该研究获得了永利集团先导专项、国家自然科学基金、国家重点研发妄想等项目的资助。
DNA半甲基化在DNA复制和甲基化维持中的动态平衡
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