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植物组蛋白赖氨酸化修饰参与基因表达调控的机理
  • ISSN号:0253-9772
  • 期刊名称:《遗传》
  • 时间:0
  • 分类:Q52[生物学—生物化学]
  • 作者机构:[1]北京师范大学生命科学学院,北京100875
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(编号:31070289,31270365)资助
中文摘要:

组蛋白共价修饰作为表观遗传修饰的重要部分,主要包括乙酰化和甲酰化、甲基化、磷酸化、泛素化和SUMO化等,它们形成一个复杂的网络共同调控基因的表达,其中组蛋白甲基化修饰成为研究的热点,甲基化主要发生在赖氨酸残基上。近年来,随着有关植物组蛋白赖氨酸甲基化修饰研究的不断深入,发现其通过改变自身赖氨酸残基的甲基化状态和甲基化程度,形成转录激活或者转录抑制标记,调控基因的表达,在植物开花和逆境胁迫的响应过程中起着至关重要的作用。H3组蛋白的赖氨酸甲基化修饰能够调控FLC基因和有关抗性基因的表达,具体表现为:H3K4的三甲基化促进FLC的表达,H3K27的三甲基化则抑制FLC的表达;H3K4me3作为转录激活标记,可激活Ptdlns5P基因的表达,启动响应干旱的脂质合成信号通路,响应干旱胁迫;相反,H3K27me3作为一种转录抑制标记,低水平的H3K27me3诱导CORl5A和ATGOLS3基因表达,它们分别编码叶绿体低温保护蛋白Corl5am和肌醇半乳糖合成酶GOLS,以抵抗寒冷胁迫。文章主要综述了植物组蛋白赖氨酸甲基化修饰参与DNA甲基化、开花过程以及应答逆境胁迫的分子机制。

英文摘要:

Histone modification is one important sort of the epigenetic modifications, including acetylation, formylation, methylation, phosphorylation, ubiquitination and SUMOylation. By forming a complicated network, these modifications control the expression of genes. Histone methylation occurs mainly on the lysine residues, and plays a key role during flowering and stress response of plants, through changing the methylation status of lysine residues and the ratio of methyla- tion. Triple-methylation of H3K4 promotes FLC expression but triple-methylation of H3K27 inhibits its expression. H3K4me3 activates the expression ofPtdlnsSP gene to initiate lipid synthesis signal pathway in response to drought stress. On the contrary, the low levels of H3K27me3 induce the expression of COR15A and ATGOLS3, which encode for low tem- perature protective proteins of chloroplast (Corl5am) and Galactional Synthase (GOLS), in order to resist cold stress. Inthis review, we summarize the molecular mechanisms of histone lysine methylation involved in DNA methylation, plant flowering and stress response.

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期刊信息
  • 《遗传》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国遗传学会
  • 主编:张永清
  • 地址:北京朝阳区北辰西路1号院中国科学院遗传发育所
  • 邮编:100101
  • 邮箱:yczz@genetics.ac.cn
  • 电话:010-64807669
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-9772
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1913/R
  • 邮发代号:2-810
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,《CAJ-CD》执行优秀奖,2008年12月获“中国精品科技期刊”证书和北京市印...
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国生物医学检索系统,美国生物科学数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:23270