植物DNA甲基化的調控研究獲重要進展

近日，中國科學院華南植物園農業與生物技術中心研究員陳琛、副研究員王昌虎團隊與合作者，在國家自然科學基金面上項目和青年項目、廣州市科技計劃項目的資助下，對植物DNA甲基化的調控研究取得重要進展。相關成果發表于《自然-通訊》（Nature Communications）。

DNA甲基化是表觀遺傳修飾中的一個重要組成部分，可以通過改變染色質的結構，DNA的穩定性以及DNA和蛋白質的結合程度調控基因表達。在植物DNA甲基化的建立和維持過程中，植物特有的RNA聚合酶V（Pol V）通過轉錄出的非編碼RNA招募一系列下游因子實現對DNA的甲基化。目前，以Pol V為核心的DNA甲基化復合體已經鑒定出了多個組分成員，但作為復合體核心Pol V的轉錄行為如何調控卻并不清楚。同時，植物中獨立進化出的Pol V是否于Pol II存在相互調控也鮮有研究。

研究團隊最新研究發現，真核生物中保守的Pol II轉錄延伸因子SPT6L能與Pol V在體內形成復合物并共定位于富含轉座子的基因間區。SPT6L的缺失導致DNA甲基化水平顯著下降，但卻不影響Pol V在基因組上的結合。

進一步研究發現，SPT6L突變并不影響參與決定DNA甲基化水平的一系列因子如DNA甲基轉移酶、去甲基化酶以及小RNA的變化。最后，通過對比檢測Pol V的新生轉錄產物，發現SPT6L的缺失顯著降低了Pol V轉錄產物的豐度以及長度，表明SPT6L在Pol V轉錄延伸過程中發揮重要作用。

DNA甲基化通常與基因和轉座子的轉錄沉默緊密相連，有意思的是，該研究發現Pol V與Pol II在招募轉錄延伸因子SPT6L上呈現競爭關系，而SPT6L的缺失均能顯著降低Pol II1及Pol V在DNA上轉錄活性。這一結果表明Pol II與Pol V對轉錄延伸因子的競爭也可能成為除DNA甲基化外控制基因和轉座子表達的新層次。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-48940-8