研究揭示了番茄成熟過程中DNA去甲基化的不同方面
利用先進的基因編輯技術(shù)，一組科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，通過激活誘導(dǎo)基因和抑制成熟抑制基因，番茄成熟過程需要DNA去甲基化。普渡大學(xué)園藝與景觀設(shè)計的首席研究員兼著名教授朱建康說，大多數(shù)關(guān)于DNA去甲基化的研究都只關(guān)注它作為一種基因激活機制。
“這項研究的結(jié)果非常令人驚訝，因為大多數(shù)研究都指出了去甲基化如何激活基因，”他說。“這項研究發(fā)現(xiàn)許多基因被甲基化激活或被去甲基化沉默，這與眾所周知的去甲基化功能相反。”
研究結(jié)果發(fā)表在“美國國家科學(xué)院院刊”上，可以更好地理解DNA甲基化如何參與果實成熟，上海植物應(yīng)激生物學(xué)中心首席研究員，博士研究生Zhaobo Lang說。普渡大學(xué)。
“這是潛在修改作物的基礎(chǔ)，可以在表觀遺傳水平上創(chuàng)造更多的多樣性，”Lang說，她在普渡大學(xué)農(nóng)學(xué)院獲得博士學(xué)位。
在研究過程中，該團隊使用CRISPR基因編輯技術(shù)生成了番茄DNA脫甲基酶的突變體，Lang說。因此，該團隊得出了如何通過激活誘導(dǎo)基因和抑制成熟抑制基因使番茄果實成熟所需的DNA去甲基化。
“研究DNA甲基化和去甲基化的實驗室多年來一直使用擬南芥作為模型系統(tǒng)，”Lang說。“然而，擬南芥沒有一些農(nóng)學(xué)上重要的過程，例如棉花中的纖維生長和肉質(zhì)果實的成熟。”
過去幾十年來，全世界的科學(xué)家一直在研究DNA甲基化。隨著對其在植物和哺乳動物細胞過程中的關(guān)鍵作用的發(fā)現(xiàn)，研究得到了加強。
雖然該團隊的研究重點是番茄和解決成熟挑戰(zhàn)的方法，但朱說，這些研究結(jié)果可以提高其他水果的產(chǎn)量。
“我們從西紅柿開始，但我們也對其他水果感興趣，包括葡萄，梨，蘋果和草莓，”朱說。“我們有興趣尋找其他方法來操縱其他水果中的成熟過程。從基本的意義上講，我們現(xiàn)在對食物的成熟如何通過表觀遺傳標記進行更深入的了解。”
“研究DNA甲基化和去甲基化的實驗室多年來一直使用擬南芥作為模型系統(tǒng)，”Lang說。“然而，擬南芥沒有一些農(nóng)學(xué)上重要的過程，例如棉花中的纖維生長和肉質(zhì)果實的成熟。”
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