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组蛋白 H3 赖氨酸 27 甲基化导致染色体结构不稳定
PLOS Genetics ( IF 4.0 ) Pub Date : 2019-04-22 , DOI: 10.1371/journal.pgen.1008093 Mareike Möller 1, 2 , Klaas Schotanus 3 , Jessica L Soyer 4 , Janine Haueisen 1, 2 , Kathrin Happ 1 , Maja Stralucke 1 , Petra Happel 5 , Kristina M Smith 6 , Lanelle R Connolly 7 , Michael Freitag 7 , Eva H Stukenbrock 1, 2
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染色体和基因组稳定性对于正常细胞功能非常重要,因为不稳定通常与疾病和 DNA 修复机制功能障碍相关。许多生物体都保留着与标准染色体不同的多余或辅助染色体。病原真菌小麦发酵菌(Zymoseptoria tritici)有多达8条副染色体,在减数分裂和有丝分裂过程中高度不稳定,转录受到抑制,表现出重复元件的富集,以及异染色质组蛋白甲基化标记的富集,例如H3赖氨酸9或赖氨酸27的三甲基化( H3K9me3、H3K27me3)。阐明异染色质对Z基因组稳定性的作用。在小麦中,我们分别删除了编码负责 H3K9me3 和 H3K27me3、 kmt1和kmt6的甲基转移酶的基因,并产生了双突变体。我们结合实验进化和基因组分析来确定这些缺失对体外和植物中染色体和基因组稳定性的影响。我们使用全基因组测序、ChIP-seq 和 RNA-seq 来比较突变株和野生型菌株之间基因组和染色质结构的变化以及基因表达的差异。对 H3K9me3 缺陷菌株中的基因组和 ChIP-seq 数据的分析揭示了显着的染色质重组,其中 H3K27me3 大部分重新定位到野生型中富含 H3K9me3 的区域。在 H3K9me3 缺失的情况下,发现了许多基因组重排和新染色体的形成,并伴随着转座元件的激活。 与此形成鲜明对比的是,H3K27me3 的缺失实际上增加了体外正常生长条件下附属染色体的稳定性,即使基因活性没有发生大规模变化。我们得出结论,H3K9me3 对于维持基因组稳定性很重要,因为它不允许 H3K27me3 出现在被认为是组成型异染色质的区域中。在该系统中,H3K27me3 降低了辅助染色体的整体稳定性,为基因组的这些准必需区域产生“亚稳态”状态。
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