我院刘琬璐课题组在PNAS上发表文章

近日，浙江大学爱丁堡大学联合学院刘琬璐研究员团队与加州大学洛杉矶分校Steve Jacobsen教授团队合作在PNAS杂志发表题为DNA methylation-linked chromatin accessibility affects genomic architecture in Arabidopsis的研究论文，揭示植物DNA甲基化调控的染色质开放性对基因组三维空间结构的影响。

刘琬璐研究员与加州大学洛杉矶分校Steve Jacobsen教授为论文通讯作者，我院大三生物信息学专业的张逸为同学也参与了该研究。

文章地址：

https://www.pnas.org/content/118/5/e2023347118

文章大意

DNA甲基化是生物体内普遍存在的一种表观遗传修饰，其在基因表达调控、转座子沉默、基因印记、X染色体沉默等重要生物学过程中发挥作用。植物DNA甲基化包括CG，CHG和CHH甲基化（H代表A，T，C），在拟南芥中，DNA甲基化的建立依赖于RNA-directed DNA methylation (RdDM)途径。此前大量研究积累了丰富的DNA甲基化突变体资源，也同时揭示了植物CG，CHG和CHH甲基化在程度和分布上的一定差异。不同甲基化之间的相互作用对染色质开放性，特别是对基因组三维结构的影响还尚不明确，有待进一步研究。

该研究结合表观遗传学（ATAC-seq & WGBS）和三维基因组学（Hi-C）的研究方法，对18个完全或部分缺失CG，CHG和CHH的拟南芥突变体进行分析，揭示了植物DNA甲基化调控的染色质开放性对基因组三维空间结构的影响。

研究发现，CG，CHG和CHH甲基化对异染色质区域的染色质开放性都有不同程度的影响（图一A-C），其中以CG的影响最为显著（图一D，G）。三者在功能上存在冗余，即同时失去三种甲基化的情况对染色质开放性的影响最为明显。值得注意的是，染色质开放性的增加并不总是伴随着转座子的激活——在met1突变体中，许多转座子位点同时丢失了CG，CHG和CHH，但这些转座子的转录表达仍受到抑制，表明DNA甲基化在这些位点发挥染色质折叠（chromatin compaction）功能。