ATP依赖的染色体重塑因子PKL在RNA介导DNA甲基化中的作用

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31371312
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0601.遗传物质结构与功能
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Noncoding RNA guided histone modification or DNA methylation is a common mechanism used by many eukaryotic organisms to silence transposons. In plants, this process is called RNA-directed DNA methylation. Due to its importance in help establishing de novo methylation patterns in the plant genome, this pathway has been extensively studied over the past years. However how chromatin structure could affect this process is unclear. Our lab has established a mature genetic screen system that identified genes involved in RNA-directed DNA methylation. Using this system we identified an ATP-dependent chromatin remodeling factor PICKLE (PKL) that functions in the RdDM pathway and is required to promote methylation at a quarter of the RdDM loci. Previous studies found that PKL is an important developmental regulator and it could change nucleosome positioning through its remodeling activity in in vitro assays. Thus the pkl mutant provides a good opportunity to study the effect of chromatin structure on RNA-directed DNA methylation. We hypothesize that PKL, through its chromatin remodeling activity, regulates nucleosome positioning around RdDM loci to mediate transcription by RNA Pol IV or Pol V, which in turn directs de novo DNA methylation. We will test this hypothesis using a combined means of high throughput sequencing, biochemistry and molecular biology. Findings of this proposal would further our understanding in the molecular mechanism of RNA-directed DNA methylation.
多种真核生物都使用非编码RNA介导的组蛋白修饰或DNA甲基化来沉默转座子。在植物中这一过程被称为RNA介导的DNA甲基化(RdDM),多年来一直是研究的热点。但是染色体结构怎样影响这一过程仍不清楚。我们实验室已有一个成熟的遗传筛选系统用于发现参与RdDM的基因。使用这个系统,我们发现ATP依赖的染色体重塑因子PKL在RdDM通路中起作用,并且促进四分之一RdDM位点的甲基化水平。此前研究表明PKL是一个重要的发育调控因子,并可在体外实验中通过其染色体重塑活性改变核小体位置。因此这一突变体为研究染色体结构对RdDM的影响提供了良好的契机。我们假设PKL通过其染色体重塑活性调节RdDM位点附近核小体位置来协调RNA Pol IV或Pol V的转录,从而影响全新甲基化。我们将采用高通量测序、生化和细胞生物学的手段来验证这个假设。该项目的研究成果可以帮助我们深入理解RNA介导DNA甲基化的分子机理

结项摘要

在植物中RNA介导的DNA甲基化(RdDM)是很多生物学过程所必需的一个表观遗传通路。在这一过程中两种非编码RNA(ncRNA)介导位点特异的DNA甲基化,但是非编码RNA本身的转录是怎样收到调控的仍然不很清楚。我们在两次独立的正向遗传筛选中发现CHD3类型的染色质重塑因子PKL是RD29A-LUC转基因的沉默因子。全基因组分析发现PKL是维持RdDM位点正常的DNA甲基化水平和小干扰RNA(siRNA)水平所必需的。此外,PKL也影响被RNA聚合酶V(Pol V)稳定的核小体定位,并影响依赖于Pol V的转录产物。这些结果提示PKL可能是Pol IV和Pol V的非编码RNA转录所必需的。转录组分析发现PKL和RdDM影响类似数量的转座子,但表现出去抑制的转座子并不具有显著的DNA甲基化水平改变。对特定位点的染色质免疫沉淀分析也未能发现与转录去抑制相关的组蛋白修饰变化。这些结果提示PKL也有与DNA甲基化无关的基因沉默的功能。在动物中CHD蛋白质在Pol II转录的起始、延伸和终止阶段都起重要的作用,可能植物特有的Pol IV和Pol V招募了保守的因子来进行非编码RNA的转录调控。对于PKL相互作用蛋白质和他们在异染色质上的活性分析将会为PKL影响DNA甲基化和转录沉默的分子机制提供重要线索。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The developmental regulator PKL is required to maintain correct DNA methylation patterns at RNA-directed DNA methylation loci
发育调节因子 PKL 需要在 RNA 指导的 DNA 甲基化位点维持正确的 DNA 甲基化模式
  • DOI:
    10.1186/s13059-017-1226-y
  • 发表时间:
    2017-05-31
  • 期刊:
    GENOME BIOLOGY
  • 影响因子:
    12.3
  • 作者:
    Yang, Rong;Zheng, Zhimin;Zhang, Heng
  • 通讯作者:
    Zhang, Heng

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响应NAD波动的SRT介导的乙酰化蛋白质组学研究
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    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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