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.2010年5月16日；5(4):352-63.
doi:10.4161/epi.5.4.11751。 Epub 2010年5月10日。

UV-B后的突变转座子激活涉及染色质重塑

朱莉娅·奎斯塔 1, 弗吉尼亚·沃尔伯特, 保拉·卡萨蒂
附属机构

UV-B后的突变转座子激活涉及染色质重塑

朱莉娅·奎斯塔等。 表观遗传学. .

摘要

MuDR/Mu转座子的自发沉默发生在活性植物约10-100%的子代中，一旦沉默再激活非常罕见。到目前为止，只有放射治疗使沉默的穆重新活跃起来；例如，UV-B辐射重新激活了突变体活性。在这里，我们通过监测转录物丰度、表观遗传DNA标记和与这些元素相关的染色质因子，研究了UV-B可以激活Mu转座子的可能机制。我们证明，在8 h-UV-B处理后，mudrA和B转录物在活性突变体和沉默植物中均以较高水平表达，并且MuDR启动子区域发生的染色质重塑事件与非自主Mu1元件不同。转录物丰度的增加伴随着组蛋白H3乙酰化的增加以及DNA和H3K9me2甲基化的降低。未检测到siRNA水平的变化。相反，UV-B后Mu元件中H3K9me2的减少在沉默植物中显著，表明K9中H3甲基化的早期变化、染色质重塑和转录因子结合直接导致玉米中UV-B转座子的重新激活。

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图1
图1
成绩单等级泥浆A和B类UV-B处理后，在活跃和沉默的突变植物中。（A） qRT-PCR分析泥浆A和B类对照组和UV-B条件下的转录水平。这一比较是使用活跃和沉默的突变株进行的。（B） qRT-PCR分析比较泥浆A和B类活跃和沉默突变体植物的转录水平。这一比较是使用对照植物和UV-B处理植物进行的。（C和D）qRT-PCR分析比较泥浆B沉默（C）和活性（D）突变体植物中对照和UV-B处理条件下的剪接转录物。每个样本加上无模板样本和其他阴性对照（无逆转录酶反应）进行三次生物复制。硫氧还蛋白样转录物的扩增用于数据规范化。误差线是标准误差。统计上的显著差异(t-学生测试，显著性水平P（P）=0.05）标记为*。
图2
图2
DNA甲基化变化MuDR公司（A和B）和穆尔1（C） 在UV-B照射后的活性和沉默突变体植株中。qPCR分析在控制条件下和UV-B辐照8h后，活性和沉默的突变体植株的消化DNA囊本人（A），血红蛋白II（B）和Hin公司fI（C）限制酶。引物被设计用于扩增限制位点；因此，如果DNA被甲基化而未被消化，则预期扩增。每个样品进行三次生物复制，每个样品进行了三次qPCR实验。硫氧还蛋白样转录物的扩增用于数据规范化。误差线是标准误差。如果存在统计学上的显著差异(t-学生测试，显著性水平P（P）=0.05），用字母a和b标记。
图3
图3
组蛋白H3与K9和K27残基相关时的甲基化状态亩活性和沉默突变体植物的TIR。ChIP分析使用对H3K9me2（A和B）、H3K27me2（C和D）、HP1（E和F）或总组蛋白H3（G和H）特异的抗体，这些抗体是在经过UV-B处理（UV-B）和对照条件（无UV-B条件）的活性或沉默突变体植物制备的细胞核中进行的。分析免疫沉淀物的TIR序列MuDR公司和穆尔1通过qPCR不受UV-B调节（类th）的控制基因的元件和转录序列。（A、C、E和G）比较了UV-B处理与对照植物的富集组分。（B、D、F和H）比较了沉默植物和活性植物的富集组分。在免疫沉淀之前，将ChIP数据归一化为输入DNA。作为对照，在没有任何抗体的情况下培养的样品中检测到的信号小于使用抗体时信号的5%。误差条是标准误差。统计上的显著差异(t-学生测试，显著性水平P（P）=0.05）标记为*。对每个基因型/治疗样本类型进行三次染色质免疫沉淀（ChIP）生物复制，并对每个样本进行三次qPCR实验。
图4
图4
组蛋白H3、H4和其他染色质重塑蛋白的乙酰化状态亩活性和沉默突变体植物的TIR。ChIP分析利用了在经过UV-B处理（UV-B）和对照条件（无UV-B条件）的活性或沉默突变体植物制备的细胞核中针对N-末端乙酰化组蛋白H3（A，AcH3）、N-末端乙酰基化组蛋白H4（B，AcH4）、染色质重塑因子（C，SWI2/SNF2）、CBP乙酰转移酶（D，CBP）或总组蛋白H4（E，H4）的抗体.分析免疫沉淀物中是否存在TIR序列MuDR公司和穆尔1通过qPCR不受UV-B调节（类th）的控制基因的元件和转录序列。比较了UV-B处理与对照植物的富集组分。在免疫沉淀之前，将ChIP数据归一化为输入DNA。在不存在任何抗体作为对照的情况下孵育的样品中检测到的信号小于使用抗体时的信号的5%。误差线是标准误差。统计上的显著差异(t-学生显著性水平测试P（P）=0.05）标记为*。对每个基因型/治疗样本类型进行三次染色质免疫沉淀（ChIP）生物复制，并对每个样本进行三次qPCR实验。
图5
图5
特定于亩用于微阵列实验的UV-B（A）siRNA序列后的元素。序列检索自谷类小RNA数据库(http://sundarlab.ucdavis.edu/smrnas/)探针被设计成与这些靶点杂交。使用与所示四个siRNA序列互补的探针进行微流控芯片分析。（B）MuDR公司和穆尔1表示，包括与所选siRNA互补的区域。（C） 使用来自对照和UV-B处理样品的小RNA，通过微阵列分析siRNA的信号强度。在任何比较中，差异都不显著。使用来自每个基因型/治疗样品的两个生物复制品进行重复实验。
图6
图6
描述表观遗传变化的模型亩紫外线-B后沉默植物和活性植物的TIR。在紫色植物中，无紫外线-B的活性植物；蓝色，在没有紫外线-B的情况下使植物沉默；在绿色环境中，紫外线-B照射8小时后植物沉默。圆圈代表核小体，实线表示TIR。三角形代表H3K9me2，正方形代表H3K27me2，圆形代表乙酰化组蛋白H3。M表示DNA甲基化。其他染色质重塑蛋白以圆形或椭圆形表示泥浆转录本和smRNA也显示出来。
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