《DNA甲基化機制在植物輻射遠程效應中的作用》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由王婷擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：DNA甲基化機制在植物輻射遠程效應中的作用
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王婷
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
低能離子輻照的誘變機理一直受到廣泛的關注，我們前期的工作也證實在植物個體水平離子輻照可以誘導遠程組織遺傳改變，表明輻射誘導的遠程遺傳效應在低能離子輻射誘變中扮演著重要的角色。然而遠程組織中DNA突變的增加是持續性的，甚至可以延續到子代個體中（基因組不穩定性），這個現象無法用輻射誘導的遺傳效應來解釋。在細胞中，DNA損傷-DDR機制之間的動態平衡維持著遺傳信息的穩定性。以前的研究表明輻射後DNA損傷的發生是早期的，因此DNA突變的持續增加應該是DDR反應機制長期受到影響的結果。本項目以模式植物擬南芥菜為實驗材料，通過研究根輻射後遠程組織甲基化相關基因表達水平，DDR途徑相關基因的甲基化模式改變，以及甲基化相關基因功能缺失遺傳背景下基因組的穩定性，初步明確表觀遺傳機制通過調控DDR途徑參與植物輻射遠程效應的方式。
結題摘要
植物輻射旁效應的研究主要集中於發育、遺傳改變方面以及相關的信號通路。研究表明輻射旁效應在本質上是表觀的，然而到目前為止並沒有這方面的直接證據。在本研究中，我們首先以基因組DNA甲基化水平作為檢測終點，研究發現根輻照能夠誘導地上部分總體甲基化水平和甲基化模式的改變，也改變了DNA甲基化和去甲基化酶的表達水平。考慮到DNA甲基化對基因表達的影響，我們又檢測了輻射旁效應對TGS表觀沉默重複序列的影響，發現輻射旁效應可以通過調控基因組重複序列影響基因組的穩定性。以上結果提供了表觀機制參與輻射旁效應的初步證據。並且對於輻射旁效應介導表觀調控基因激活的信號的時間效應作了初步的研究，在此基礎上，我們同時研究了輻射旁效應信號的作用模式，研究了不同時間段產生的信號的協同效應，以及信號傳遞的方向性。在以上工作的基礎上，我們進一步研究了微重力與植物輻射旁效應的偶聯現象，結果顯示微重力可以抑制輻射旁效應誘導的遺傳和表觀遺傳改變，時間分析表明微重力主要影響了植物根部輻射旁效應信號的產生，以上結果建議我們在評估空間輻射風險是要考慮微重力這一重要的空間環境因子的作用。 DNA同源重組跨代遺傳被認為是一個典型的表觀遺傳的現象，我們也研究了這一表觀遺傳現象的誘導和重離子輻射徑跡結構之間的關係，發現碳離子輻射誘導的同源重組傳代效應與重離子射程的物理Bragg分布並不吻合，為進一步揭示重離子輻射對生物表觀層面的影響奠定了基礎。
