Nature Plants| 表观遗传大牛Steven Jacobse团队通过基因沉默筛选发现了拟南芥靶向基因抑制的多种工具

以下文章来源于eplants ，作者植小白

DNA甲基化已被用于植物中的靶基因沉默。然而，其它沉默途径是否也可用于操纵基因表达尚不清楚。

2023年3月6日，加州大学洛杉矶分校的Steven E. Jacobse教授团队在Nature Plants杂志在线发表了题为A gene silencing screen uncovers diverse tools for targeted gene repression in Arabidopsis的研究成果。该研究通过基因沉默筛选发现了拟南芥靶向基因抑制的多种工具，为了解基因沉默途径的机制奠定了基础，并为靶向基因沉默提供了一系列新的工具。

转录基因调控是控制基因表达开启或关闭状态的基本生物学过程，涉及DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑。 人工锌指是DNA结合结构域，其可以被设计成结合特定序列并引导融合蛋白到特定基因座。 例如，人工锌指108（下文中ZF）被设计为在Col-0野生型植物中正常甲基化的区域中结合拟南芥FWA启动子。 当ZF与RNA指导的DNA甲基化（RdDM）元件SUVH 9融合并转化到含有FWA表位等位基因的植物中时，FWA DNA甲基化和抑制被恢复。 后来发现ZF与许多其他RdDM相关蛋白的融合也导致FWA沉默和甲基化。 然而，ZF与非DNA甲基化相关染色质蛋白的融合是否也能触发靶基因沉默在很大程度上是未知的。

在这篇文章中，作者将一组270个推定的拟南芥染色质蛋白融合到ZF上，并筛选能够沉默FWA的融合蛋白，进行了一个功能获得性筛选，寻找那些与人工锌指融合后可以沉默靶基因的蛋白质。发现了14种蛋白质能通过DNA甲基化、组蛋白H3K27me 3沉积、H3K4me3去甲基化、组蛋白去乙酰化、抑制RNA聚合酶II转录延伸或Ser-5去磷酸化来抑制基因表达。这些蛋白质还以不同的功效沉默了许多其他基因，机器学习模型可以根据靶基因座的各种染色质特征准确预测每个沉默子的功效。此外，使用基于CRISPR/dCas 9的SunTag系统，一些蛋白质也能够靶向基因沉默。 这些发现为更详细地了解基因沉默途径的机制奠定了基础，并为靶向基因沉默提供了一系列新的工具。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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