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      在真菌中尋找新的主要基因表達(dá)調(diào)節(jié)因子
      
			
      
				2018-12-28 11:45:32
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      只有四個(gè)字母-A，C，T和G-組成一個(gè)有機(jī)體的遺傳密碼。改變單個(gè)字母或堿基可導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的改變，從而影響生物體的特性。此外，更微妙的變化可以而且確實(shí)發(fā)生，涉及DNA堿基本身的修飾。這種變化的最著名的例子是在其碳環(huán)(5mC)的第5位上的堿性胞嘧啶的甲基化。在真核生物中，一種不太為人所知的修飾涉及在腺嘌呤的堿基6(6mA)中加入甲基。
      

      在真菌中尋找新的主要基因表達(dá)調(diào)節(jié)因子
      

      在2017年5月8日的Nature Genetics雜志上，由美國(guó)能源部聯(lián)合基因組研究所(DOE JGI)的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)小組報(bào)告了在最早的分支機(jī)構(gòu)中流行的6mA修改。真菌王國(guó)。雖然是真菌已經(jīng)存在了十億年，并且?guī)缀跄軌蚪到鈳缀跛刑烊淮嬖诘木酆衔锷踔烈恍┤嗽炀酆衔铮呀?jīng)研究的大多數(shù)物種只屬于兩個(gè)門，即子囊菌綱和擔(dān)子菌綱。其余6組真菌被歸類為“早期發(fā)散譜系”，是真菌譜系中最早的分支。它們包含一個(gè)經(jīng)過精心研究的真菌領(lǐng)域，為生物能源和環(huán)境中的DOE任務(wù)提供重要且有價(jià)值的基因產(chǎn)品。
      

      研究第一作者和DOE JGI分析師斯蒂芬·蒙多說：“總的來說，與其他譜系相比，早期發(fā)散的真菌很難被理解。然而，許多這些真菌在各種方面變得非常重要。” “考慮Neocallimastigomycetes-這些真菌是目前已知的植物生物質(zhì)中最強(qiáng)大的降解物之一，并且具有巨大的植物細(xì)胞壁降解酶庫(kù)，可用于生物能源生產(chǎn)。它們是探索這些未被研究的譜系的一個(gè)很好的例子。有價(jià)值的生物和技術(shù)見解。“
      

      該研究中使用的許多真菌基因組被測(cè)序?yàn)镈OE JGI的1000真菌基因組計(jì)劃的一部分，旨在為每個(gè)真菌家族產(chǎn)生至少一個(gè)參考基因組。在該研究中，該團(tuán)隊(duì)使用Pacific Biosciences測(cè)序平臺(tái)在DOE JGI測(cè)序了16個(gè)真菌基因組。雖然該技術(shù)的目的是獲得非常高質(zhì)量的基因組裝配，但DOE JGI科學(xué)家現(xiàn)在還利用這種測(cè)序平臺(tái)來探索表觀遺傳(5mC，6mA)修飾。他們?cè)谡婢邪l(fā)現(xiàn)了非常高水平的6mA，其中高達(dá)2.8%的所有腺嘌呤被甲基化，使用多種獨(dú)立方法證實(shí)了這些發(fā)現(xiàn)。Mondo指出，基因組6mA的先前記錄保持者是萊茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii) (由DOE JGI測(cè)序和注釋)，其中僅0.4%的腺嘌呤被甲基化。
      

      “這是真核生物中6mA和5mC的首次直接比較之一，以及真菌王國(guó)的第一次6mA研究，”DOE JGI真菌基因組學(xué)負(fù)責(zé)人和資深作者Igor Grigoriev說。“6mA已被證明具有不同的功能，取決于生物體。例如，在動(dòng)物中它參與抑制轉(zhuǎn)座子活性，而在藻類中它與基因表達(dá)正相關(guān)。我們的分析表明6mA修飾與表達(dá)基因相關(guān)并且基于基因功能和保守優(yōu)先沉積，顯示6mA作為重要功能相關(guān)基因的表達(dá)標(biāo)記。“
      

      除了6mA執(zhí)行似乎與5mC相反的作用(抑制表達(dá))，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)5mC和6mA的存在是反相關(guān)的。具體地，當(dāng)在基因組的重復(fù)區(qū)域發(fā)現(xiàn)5mC時(shí)，甲基化腺嘌呤在基因啟動(dòng)子處聚集成致密的“甲基化腺嘌呤簇”(MAC)。在兩條DNA鏈上也發(fā)現(xiàn)了6mA，這可以通過細(xì)胞分裂促進(jìn)甲基化。
      

      “使用基因組學(xué)，我們探索真菌的多樣性，以開發(fā)基因，酶和途徑的目錄 - 生物經(jīng)濟(jì)和生物能源應(yīng)用的零件清單，”格里戈里耶夫說。“其中很多都是在早期分化的真菌中編碼的。在這些真菌中，我們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)表達(dá)的基因都有6mA MACs。因此，早期分化真菌中DNA甲基化的發(fā)現(xiàn)有助于研究界更好地理解編碼該基因的基因的調(diào)控。用于生物經(jīng)濟(jì)和生物能源應(yīng)用的零件。“
      
			

			
        
      
			
      
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