植物著絲粒含有大量的重復(fù)序列和反轉(zhuǎn)座子,結(jié)構(gòu)復(fù)雜并受表觀遺傳學(xué)調(diào)控。中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所韓方普實驗室長期從事植物著絲粒的表觀遺傳學(xué)研究,曾在植物中發(fā)現(xiàn)著絲粒的失活現(xiàn)象并初步分析失活著絲粒的調(diào)控機制。
由于著絲粒的特殊表觀遺傳學(xué)調(diào)控機制,植物著絲粒的DNA序列暫不能直接用于植物人工染色體的構(gòu)建。這也是植物人工染色體構(gòu)建方法不同于人類等人工染色體的策略。為了更好地研究植物著絲粒的結(jié)構(gòu)與功能,特別是著絲粒是如何形成的?該實驗室利用玉米三號染色體特殊材料,發(fā)現(xiàn)來自玉米三號染色體的片段可以穩(wěn)定遺傳并沒有檢測到玉米著絲粒的重復(fù)序列(CentC和CRM)。但具有著絲粒功能分子標記如CENH3和CENPC以及組蛋白磷酸化的信號。CENH3-ChiP-Seq分析結(jié)果表明玉米3號染色體長臂上一段常染色質(zhì)區(qū)域(區(qū)域大小為350kb)參與并形成了功能著絲粒,序列分析350kb區(qū)域含有22個基因,其中11個基因與CENH3緊密結(jié)合。
該研究結(jié)果于3月25日在PNAS在線發(fā)表(DOI:10.1073/pnas.1303944110),韓方普實驗室博士后符書蘭和工作人員呂振玲為本文的共同*作者。本項工作同James Birchler和王秀杰實驗室共同合作完成。