組蛋白修飾(H3K36me3)表觀基因組圖譜的建立及功能研究

《組蛋白修飾(H3K36me3)表觀基因組圖譜的建立及功能研究》是依託杭州師範大學，由於彥春擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：組蛋白修飾(H3K36me3)表觀基因組圖譜的建立及功能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：於彥春
• 依託單位：杭州師範大學

項目摘要

組蛋白修飾影響染色質構象進而影響基因表達。組蛋白H3第36位賴氨酸的三甲基化(H3K36me3)在人和酵母高表達基因的外顯子上富集，因而推測其可能影響基因表達或與mRNA的剪接有關。模式植物擬南芥含有H3K36me3甲基轉移酶SET2的五個同源物，其中sdg8突變體中僅有少量基因的表達受影響，因而分離完全喪失H3K36me3活性的突變體將是闡明H3K36me3調控基因表達的關鍵。本項目擬通過遺傳學手段獲得完全喪失H3K36me3活性的材料，繼而採用Chip-seq、Pulldown和RNA-seq技術分析H3K36me3的建立及影響基因表達的機制。這些技術和手段將為深入理解其它表觀修飾密碼的意義奠定基礎，也將為利用組蛋白修飾指導農作物分子育種提供理論依據。

結題摘要

作為基因轉錄載體，組蛋白在染色質的結構變化中去影響基因表達？目前我們對這個領域的了解還不是很多。為此，我們分離了組蛋白甲基轉移酶突變體，探討甲基轉移酶在植物生長發育及環境互作中的作用機理。通過分離sdg7和sdg8突變體，我們發現sdg8突變體有早花和多分枝表型，而sdg7突變體則未表現出明顯發育缺失表型。然而sdg7/sdg8雙突變體表現出極端矮小、葉片扭曲和terminal flower等表型，證明SDG7在發育中同樣具有非常重要作用。通過體外酶活性分析，我們發現SDG7和SDG8都具有甲基轉移酶活性，而且在雙突變體中，H3K36me3活性較野生型明顯顯著降低，證明SDG7和SDG8是擬南芥中的H3K36me3甲基轉移酶。體內Chip實驗發現H3K36me3定位於3000多個基因5`區，這一定位pattern與yeast等物種相似，推測H3K36me3可能在調控基因表達時發揮作用。通過比較野生型和sdg8、sdg7/sdg8雙突變體中的H3K36me3的豐度及分布區域，我們發現H3K36me3信號在sdg8突變體中的豐度明顯降低，而且分布位置也明顯向5`區域移動。通過RNA-seq方法，我們在轉錄組水平上分析了sdg7、sdg8及sdg7/8與野生型間基因表達差異，結果發現sdg7、sdg8及sdg7/8與野生型相比差異表達基因分別為30、1615和2209個，其中在sdg8和sdg7/sdg8突變體中共同上調或下調的基因數目為462個。在這些差異表達基因中，有多個與auxin合成及信號轉導相關基因，暗示突變體表型可能與IAA合成或信號轉導有關。我們的結果首次揭示了擬南芥中的主要甲基怎么SDG7和SDG8參與的組蛋白H3K36甲基化改變了染色體結構並調節下游IAA信號轉導基因，最終影響植物發育的分子機制，這項研究成果為更好地理解組蛋白修飾參與的基因表達調控奠定了堅實基礎。