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我校分子遗传与进化创新研究中心团队在小麦基因组中的检测到增强子转录

2022年05月03日 

我校分子遗传与进化创新研究中心团队在小麦基因组中的检测到增强子转录

 

近日,Genome Biology期刊发表了我校分子遗传与进化创新研究中心科研团队的最新研究成果 “Enhancer transcription detected in the nascent transcriptomic landscape of bread wheat”。

 

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1.面包小麦中增强子转录的检测及其功能解析与验证

 

增强子是一种40年前发现的DNA调控元件,能够从远距离增强靶标基因转录。增强子对基因时空表达进行精确调控,在动植物发育、疾病发生等生命过程起重要作用。但是,与蛋白编码基因相比,增强子DNA序列特征不明显、保守性低,难以从DNA水平预测。增强子的功能不依赖于它的位置、方向及到靶基因的距离,这使得对增强子活性的判断更具挑战。过去十年,增强子的转录产物eRNA 成为果蝇和哺乳动物中增强子活性的有效指标。然而,植物中增强子是否转录?增强子转录水平与其调控活性是否相关?

我校分子遗传与进化创新研究中心董志诚团队与复旦大学、中科院分子植物科学卓越创新中心团队合作,通过新生RNA测序,从面包小麦基因组中约四分之一的候选增强子检测到了活跃转录 (1)。与染色质特征相比,eRNA在预测增强子活性方面更加精确有效。研究还表明增强子差异转录可能是亚基因组基因差异表达的潜在驱动力。该研究首次报道了植物中的增强子转录,初步阐释了增强子转录在小麦基因表达调控中的作用,为增强子作用机制的研究及高产优质小麦育种提供了重要参考。

分子遗传与进化创新研究中心董志诚教授与复旦大学张一婧教授为论文的通讯作者。博士生谢忆琳及博士后陈岩、李子娟为共同第一作者。董志诚团队先后在拟南芥、大豆和小麦中建立了植物新生RNA的转录组 (2018 Nature Plants2021 Frontiers in Plant Science2021 Journal of Integrative Plant Biology, 2022 Genome Biology),为研究RNA聚合酶II介导蛋白编码基因和非编码RNA基因的转录,提供了大数据支持。

该研究得到了国家自然科学基金、广东省植物适应性与分子设计重点实验室、广东教育厅高校创新团队、广州市作物基因编辑重点实验室项目的资助。

为深入开展作物复杂基因组的转录调控研究,复旦大学张一婧与广州大学董志诚团队联合招聘博士后研究人员,从事小麦和大豆分子遗传/基因组/表观遗传组/转录组学研究。博士后将受到大数据实验和生物信息学全面训练。相关机构将提供具有竞争性的薪资和一流的研究平台。有意申请者请将个人简历和代表性论文发送至邮箱:

zhangyijing@fudan.edu.cn

zc_dong@gzhu.edu.cn

参考文献

1.      Yilin Xie#, Yan Chen#, Zijuan Li#, Jiafu Zhu, Min Liu, Yijing Zhang* and Zhicheng Dong* (2022) Enhancer transcription detected in the nascent transcriptomic landscape of bread wheat. Genome Biology 23:109 10.1186/s13059-022-02675-1

2.      Jiafu Zhu, Han Zhao, Fanjiang Kong, Baohui Liu, Min Liu* and Zhicheng Dong* (2021) Co-transcriptional and post-transcriptional features of the transcriptome in soybean shoot apex and leaf. Frontiers in Plant Science 12: 649634 doi: 10.3389/fpls.2021.649634

3.      Min Liu#, Jiafu Zhu#, Zhicheng Dong* (2021) Immediate transcriptional responses of Arabidopsis leaves to heat shock. Journal of Integrative Plant Biology 63(3): 468-483 https://doi.org/10.1111/jipb.12990

4.      Jiafu Zhu#, Min Liu#, Xiaobin Liu and Zhicheng Dong* (2018) RNA polymerase II activity revealed by GRO-seq and pNET-seq in Arabidopsis. Nature Plants 4, 1112–1123