植物表观遗传之——拟南芥6mA甲基化
- 文献title
DNA N6-Adenine Methylation in Arabidopsis thaliana - 文献链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1534580718302326?via%3Dihub
研究背景与问题
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背景
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问题与结论
研究过程与实验思路
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为了直接检测6mA在拟南芥中的存在，他们首先用6mA特异性抗体做了DNA dot plot实验，检测了Col拟南芥第9天全植株、根、莲座叶、茎叶、茎、盛开的花、花苞和长角果gDNA中6mA含量。结果发现根中6mA含量最高(0.138%), 莲座叶中6mA含量最低(0.006%)。还用该方法检测了3-21天Col拟南芥的6mA含量，发现从拟南芥的营养期到生殖期6mA含量显著升高。
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用LC-MS/MS assays的实验也证明了上面这几点。同时，用LC-MS/MS assays实验检测发现拟南芥中不存在1mA，排除测序中不能区分6mA与1mA的问题。
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三代测序测了第9天的拟南芥，在全基因组水平找到29811个有6mA的腺嘌呤。
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据统计，6mA很多是在着丝粒异染色质区，而在着丝粒间隙区却没有，这一点和5mC很像。
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作者通过检测6mA在不同基因区的分布，分析了6mA可能的生物学功能。其中大约32%的6mA都分布在基因body中，且大都在exon区。
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据统计，大约16%被注释的基因被6mA甲基化了，并且蛋白编码基因和转座子占多数，其中蛋白质编码基因占所有被6mA甲基化基因的一半以上。此外，大多数被6mA甲基化的蛋白质编码基因都只含有一个6mA位点。
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对6mA在转录起始区(TSS)分布的统计分析发现，6mA是有在转录起始区富集的趋势，但是在蛋白质编码基因中很不显著，反而在转座因子的转录起始区很显著。
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用GO富集分别对被6mA甲基化和不被6mA甲基化的基因进行分析发现，很多被6mA甲基化的基因参与与其他蛋白质的选择性、非共价相互作用。
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为了识别6mA甲基化的保守序列，作者查看了6mA甲基化位点的上下游4bp的碱基序列，用到了MEME-ChIP。结果发现ANYGA序列出现的频率最高，大概占了三分之一的位点。其次还有GAGG和ACCT，并且这三种Motifs都是显著在TSS富集的。其中GAGG在线虫中也有发现。值得注意的是，在很多细菌中发现的保守序列GATC在拟南芥中却并没有被富集。
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除了第9天的Col, 作者还测了第21天进入生殖期的Col植株，结果发现了184,633个6mA位点，明显升高，并且有9909个位点是和第九天的植株中一样。这表明6mA甲基化可能与拟南芥从营养期到生殖期的转化正相关。
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经过比较发现共同点如下：
- 6mA在着丝粒异染色质区分布相对多一些
- 主要分布在基因的外显子区
- 蛋白编码基因是最主要的被6mA甲基化的基因
- 被6mA甲基化的蛋白质编码基因中大多数只有一个6mA位点
- 第九天测序结果中的6mA保守序列在第21天的拟南芥中也有富集到
