РНК-направленное метилирование ДНК - RNA-directed DNA methylation

Обзор некоторых биологических функций RdDM. Вверху слева: подавление TE с помощью RdDM предотвращает активацию и транспозицию TE. Без RdDM активные ТЕ могут свободно переноситься в гены или промоторы, что может нарушить экспрессию генов или привести к появлению мутантного белка. Вверху справа: RdDM участвует в нескольких аспектах разработки; например, RdDM влияет на время цветения, подавляя FWA. В пыльце TE активируются в поддерживающей клетке, что приводит к продукции sRNAs для RdDM, которые перемещаются в зародышевую клетку, чтобы усилить молчание TE. Внизу слева: sRNAs, участвующие в RdDM, являются мобильными и могут перемещаться между клетками через плазмодесмы или системно через сосудистую сеть, поэтому RdDM-опосредованное молчание может распространяться от точки своего происхождения до дистальных тканей. Внизу справа: RdDM участвует в нескольких реакциях на абиотический стресс, включая реакцию теплового шока, и может заглушить ТЕ, которые в противном случае стали бы активными и переместились бы под действием теплового стресса. RdDM также участвует в защите от патогенов и может заглушить вирусную ДНК (как показано, либо как вирусную минихромосому, либо как интегрированный провирус) с использованием мРНК, полученных из вирусных мРНК.

РНК-направленное метилирование ДНК (RdDM) - это биологический процесс, в котором некодирующая РНК молекулы направляют добавление Метилирование ДНК к конкретным последовательностям ДНК. Путь RdDM уникален для растения, хотя другие механизмы РНК-направленного хроматин модификации также были описаны в грибы и животные. На сегодняшний день путь RdDM лучше всего охарактеризован в покрытосеменные (цветущие растения), и особенно внутри модельного растения Arabidopsis thaliana. Однако консервативные компоненты пути RdDM и связанные с ними малые РНК (мРНК) также были обнаружены в других группах растений, таких как голосеменные и папоротники. Путь RdDM очень похож на другие пути мРНК, особенно на высококонсервативный РНКи путь, обнаруженный в грибах, растениях и животных. Пути RdDM и RNAi продуцируют мРНК и включают консервативные Аргонавт, Дайсер и РНК-зависимая РНК-полимераза белки.

RdDM участвует в ряде регуляторных процессов у растений. Метилирование ДНК, добавленное RdDM, обычно связано с репрессия транскрипции генетических последовательностей, на которые нацелен путь. Поскольку паттерны метилирования ДНК у растений наследуются, эти изменения часто могут стабильно передаваться потомству. В результате одной из важных ролей RdDM является стабильное подавление межпоколенческой сменный элемент (TE) деятельность. RdDM также был связан с возбудитель защита, абиотический стресс ответы и регуляция нескольких ключевых переходов в развитии. Хотя путь RdDM выполняет ряд важных функций, дефектные по RdDM мутанты в Arabidopsis thaliana жизнеспособны и могут воспроизводиться, что позволило провести подробные генетические исследования пути. Однако мутанты RdDM могут иметь ряд дефектов у разных видов растений, включая летальность, измененные репродуктивные фенотипы, активацию TE и нестабильность генома, а также повышенную чувствительность к патогенам. В целом, RdDM является важным путем в растениях, который регулирует ряд процессов путем установления и усиления определенных паттернов метилирования ДНК, что может приводить к эпигенетическим эффектам трансгенерации на экспрессию генов и фенотип.

Биологические функции

RdDM участвует в ряде биологических процессов в растении, включая стрессовые реакции, межклеточную коммуникацию и поддержание стабильности генома за счет молчания TE.

Молчание мобильных элементов и стабильность генома

TE представляют собой фрагменты ДНК, которые при экспрессии могут перемещаться по геному с помощью механизмов копирования и вставки или вырезания и вставки. Новые вставки TE могут нарушить кодирующие белки или регуляторные последовательности генов, что может повредить или убить клетку-хозяин или организм.[1] В результате у большинства организмов есть механизмы предотвращения экспрессии ТЕ. Это особенно важно в геномах растений, которые часто богаты ТЕ. Некоторые виды растений, включая такие важные культуры, как кукуруза и пшеница, имеют геномы, состоящие из более чем 80% ТЕ.[1][2] RdDM играет ключевую роль в подавлении молчания этих мобильных элементов ДНК в растениях, добавляя метилирование ДНК к новым вставкам ТЕ и постоянно усиливая метилирование ДНК над существующими ТЕ, подавляя транспозицию и поддерживая долгосрочное стабильность генома.[3] Хотя сам механизм RdDM уникален для растений, использование метилирования ДНК для подавления течения TE является распространенной стратегией среди эукариот.[4]

RdDM в первую очередь нацелен на небольшие TE и фрагменты TE рядом с генами, которые обычно находятся в открытом доступе. эухроматический участки генома, допускающие экспрессию генов.[3][5] В этих регионах «активное» состояние хроматина имеет тенденцию распространяться от экспрессированных генов к соседним репрессированным регионам, таким как ТЕ, что может вызывать активацию и транспонирование этих ТЕ.[3] Непрерывная активность RdDM противодействует распространению активного хроматина, поддерживая молчаливую репрессивную гетерохроматический состояние над TE в этих иначе эухроматических регионах. В свою очередь, активность RdDM задействует другие пути, которые помогают установить и распространять молчащее гетерохроматическое состояние (см. «Взаимодействие между RdDM и другими путями, модифицирующими хроматин»). Из-за самоусиливающейся природы этих путей сайленсинга чрезмерная активность RdDM может также вызывать молчащее, гетерохроматическое состояние хроматина над TE, чтобы распространяться на близлежащие гены и репрессировать их, с потенциально опасными последствиями для организма.[3][5] Следовательно, активность RdDM должна быть точно настроена для поддержания баланса между репрессией TE и обеспечением экспрессии близлежащих генов.[3]

Помимо поддержания стабильного сайленсинга TE, RdDM может также инициировать транскрипционное молчание чужеродной ДНК, включая новые вставки TE, вирусные последовательности и трансгены (см. Также «Биотические стрессы» и «Трансгенное молчание» ниже).[6][7][8][9][10] Когда TE интегрируются рядом с генами, RdDM-опосредованное подавление TE часто влияет на экспрессию генов.[3][1] Однако это не всегда вредно и иногда может быть преодолено другими процессами,[11] или изменить экспрессию генов способами, полезными для растения. Со временем полезные ТЕ могут стать важной частью механизма, с помощью которого регулируется ген.[3][1] В одном примере ген ROS1 находится рядом с небольшим Helitron TE, который обычно метилирован RdDM.[12][13] Хотя метилирование ДНК обычно связано с репрессией транскрипции, в настоящее время это не так. ROS1 локус. Вместо этого метилирование TE гелитрона способствует ROS1 выражение, так что ROS1 экспрессия теряется у мутантов пути RdDM, которые не могут метилировать ТЕ.[12][13] Интересно, ROS1 кодирует ДНК-гликозилазу, которая устраняет метилирование ДНК из генома.[14] Связь между ROS1 экспрессия и активность RdDM на этом TE гарантирует, что активности метилирования и деметилирования ДНК остаются в равновесии, помогая поддерживать гомеостаз метилирования ДНК во всем геноме.[12][13] Таким образом, RdDM-опосредованная регуляция TE может привести к положительным регуляторным результатам.

Некоторые TE разработали механизмы для подавления или избежания подавления молчания на основе RdDM, чтобы облегчить их собственное распространение, что приводит к эволюционная гонка вооружений между TE и их геномами хозяина. В одном примере было обнаружено, что последовательность, полученная из ТЕ, продуцирует мРНК, которые запускают посттранскрипционная репрессия компонента пути RdDM, ингибирующего RdDM.[15] Эта последовательность, возможно, помогла исходному TE избежать молчания на основе RdDM и встроиться в геном хозяина.

Изучение того, как RdDM нацеливается и подавляет различные типы TE, привело к большому пониманию того, как работает механизм RdDM. В ретротранспозон EVADÉ (EVD) был одним из первых ТЕ, специфически подавляемых мРНК, происходящей от RdDM.[16] Более поздние работы использовались EVD проследить механизм, с помощью которого новая ТЕ-вставка заглушается, показывая важную механистическую связь между посттранскрипционное молчание генов и RdDM.[9] Исследования других ретротранспозонов, в том числе ONSEN, который регулируется как RdDM, так и тепловым стрессом,[17][18] и преподаватели семьи Атила,[10] среди многих других, они также предоставили ценную информацию о RdDM-обеспечиваемом молчании TE.

Развитие и размножение

Ряд эпигенетических изменений, необходимых для нормального развития и размножения цветковых растений, связан с RdDM. В хорошо изученном примере RdDM требуется для подавления FWA ген, который обеспечивает правильное время цветения Arabidopsis.[19] В FWA Промотор содержит тандемные повторы, которые обычно метилируются RdDM, что приводит к репрессии транскрипции.[20] Потеря этого метилирования повторно активирует FWA экспрессия, вызывающая фенотип позднего цветения.[19][20] Потеря метилирования ДНК и связанный с этим фенотип позднего цветения могут стабильно передаваться потомству. Поскольку деметилированный fwa аллель приводит к стабильному наследственному изменению экспрессии FWA без каких-либо изменений в последовательности ДНК, это классический пример эпиаллель.

Мутации в пути RdDM могут сильно повлиять на гамета формирование и жизнеспособность семян, особенно у видов растений с высоким содержанием ТЕ, таких как кукуруза и Brassica rapa, подчеркивая важность этого пути в воспроизводстве растений.[21][22][23] Во время формирования гамет было выдвинуто предположение, а в некоторых случаях показано, что RdDM помогает усилить подавление TE в стволовые клетки.[24][25] И в пыльце, и в яйцеклетках опорная клетка подвергается эпигенетическому репрограммированию, теряя метилирование ДНК и другие эпигенетические метки в ряде локусов, включая TE.[26][24] Это вызывает повторную активацию TE и стимулирует продукцию мРНК, полученных из RdDM, против этих TE в поддерживающих клетках. Затем считается, что мРНК перемещаются из поддерживающей клетки в зародышевую клетку, чтобы усилить молчание TE в следующем поколении. Это явление наблюдалось в пыльце, но еще не было выявлено окончательно в семяпочке.[27][28] Эта роль мРНК в растениях напоминает роль пиРНК в развитии зародышевой линии в Дрозофила и некоторые другие животные.[29][30] Подобный феномен может также происходить в корнях, чтобы сохранить молчание TE в важных популяциях стволовых клеток.[31]

Путь RdDM также участвует в регуляции запечатленное выражение у некоторых генов.[32] Этот необычный паттерн экспрессии, специфичный для родительского происхождения, встречается в нескольких локусах в эндосперм во время развития семян у цветковых растений. Несколько факторов, участвующих в пути RdDM, сами импринтируются (способствуя экспрессии отцовского аллеля) у различных видов, включая A. thaliana, А. Лирата, С. краснуха, и кукуруза.[33][34][35][36] RdDM также играет роль в опосредовании эффектов дозировки генов, наблюдаемых в семенах, полученных из интерплоидные кресты,[37][38] хотя механизм этого остается в значительной степени неизвестным.

Есть также свидетельства того, что RdDM играет роль в нескольких других аспектах развития растений, включая покой семян,[39] созревание плодов,[40] и другие пути, участвующие в цветении.[41] Однако большинство этих данных коррелятивны, и необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять роль RdDM в этих процессах.

Реакция на стресс

Абиотические стрессы

RdDM помогает растениям реагировать на ряд абиотических стрессов, таких как тепловой стресс, засуха, фосфатное голодание, солевой стресс и другие.[42] Многие TE активируются в условиях абиотического стресса,[43][44] и, таким образом, одна из функций RdDM в ответ на стресс - помочь противостоять этой активации. В одном примере ретротранспозон ONSEN активируется тепловым стрессом, но в норме остается подавленным RdDM-ассоциированными мРНК и может эффективно транспонироваться только в подверженных тепловому стрессу растениях, которые также дефицитны по RdDM.[17][18] В более общем плане, у растений, подвергшихся тепловому стрессу, некоторые компоненты пути RdDM становятся активными, а мутации в некоторых компонентах механизма RdDM снижают устойчивость к теплу, предполагая, что RdDM играет важную роль во время теплового стресса.[45][46] Помимо регуляции ТЕ в условиях стресса, RdDM может также регулировать гены, чтобы вызывать соответствующие стрессовые реакции. При низкой влажности на листьях образуется меньше устьиц из-за опосредованной RdDM подавления двух генов, участвующих в развитии устьиц.[47] Точно так же RdDM становится подавленным в ответ на солевой стресс, и было показано, что это запускает экспрессию фактора транскрипции, важного для устойчивости к солевому стрессу.[48]

Биотические стрессы

RdDM был первоначально обнаружен как ответ на инфекцию, вызванную вироидами,[49] и вместе с РНКи играет важную роль в защите растений от вироидов и вирусов. Механизм RdDM и RNAi распознает вирусные РНК и преобразует их в sRNA, которые затем могут использоваться как для разрушения вирусной РНК (RNAi), так и для подавления вирусной ДНК (RdDM).[50][51][52] Однако мало что известно о том, как механизмы RdDM и RNAi различают вирусные РНК и РНК, продуцируемые растением-хозяином. Мутанты, дефектные по RdDM, и другие мутанты с дефицитом метилирования часто гиперчувствительны к вирусной инфекции.[53][54] Взаимодействия вирус-хозяин - еще один пример эволюционной гонки вооружений, и многие вирусы растений кодируют супрессоры как RdDM, так и РНКи в попытке обойти защиту растения-хозяина.[55][53][56][57]

RdDM также участвует в защите растений от других биотических стрессов,[50] включая бактериальные инфекции,[58] грибковая инфекция,[59] и хищничество.[60] Потеря RdDM может оказывать противоположное влияние на устойчивость к различным патогенам. Например, некоторые мутанты RdDM обладают повышенной чувствительностью к бактериям. Agrobacterium tumefaciens,[61] но те же мутанты уменьшили восприимчивость к бактериям Pseudomonas syringae,[58] подчеркивая сложность различных путей защиты от патогенов и их взаимодействия с RdDM.[62]

Подавление трансгена

В дополнение к естественным стрессорам чужеродных нуклеиновых кислот, таким как TE и вирусы, искусственно введенные последовательности ДНК, такие как трансгены, также подвергаются репрессии со стороны RdDM.[63][6] Трансгены широко используются в генетических исследованиях для изучения функции и регуляции генов, а также в селекции растений для придания растению новых и желаемых свойств. Таким образом, подавление трансгена с помощью RdDM и других механизмов оказалось проблематичным для исследователей растений. Попытки понять, как трансгены заглушаются, в конечном итоге помогли раскрыть многое из того, что мы теперь знаем о пути RdDM (см. «История и открытие RdDM»). В одном из ранних примеров исследователи последовательно трансформировали растения двумя разными трансгенами, у которых была общая последовательность ДНК.[64] Они обнаружили, что преобразование второго трансгена в растения привело к тому, что первый трансген приобрел метилирование ДНК и стал инактивированным.[64] Это дало ранний ключ к пониманию того, что существует транс-действующий, основанный на последовательности механизм подавления транскрипции чужеродной ДНК, которая, как позже было показано, является RdDM.

Стресс и эпигенетическая «память», опосредованная RdDM

Из-за наследуемости паттернов метилирования ДНК у растений и самоусиливающейся природы RdDM и других путей метилирования ДНК любые изменения метилирования ДНК, вызванные стрессорами окружающей среды, могут сохраняться и передаваться будущим поколениям. Это может позволить вызванным стрессом изменениям метилирования ДНК действовать как «память» о стрессоре и помочь растению или его потомству более эффективно реагировать на стресс при повторном воздействии.[50][65] Например, полученные из RdDM мРНК против TE или вирусов, которые уже интегрировались в геном и были замалчены, служат «памятью» об этих предшествующих инфекциях, защищая от будущих вторжений аналогичными последовательностями. Есть также свидетельства того, что изменения метилирования ДНК из-за других факторов стресса, таких как солевой или тепловой стресс, могут сохраняться в потомстве растений, подвергшихся стрессу, даже в отсутствие исходного стрессора.[66] В этом исследовании для устойчивости вызванных стрессом изменений метилирования ДНК требовалось несколько белков, связанных с RdDM, что позволяет предположить, что RdDM участвует в поддержании измененных стрессом паттернов метилирования ДНК. В другом примере устойчивость к атакам насекомых передавалась потомству через изменения метилирования ДНК, и это наследование также зависело от функциональных путей биогенеза мРНК.[60][50] Таким образом, RdDM может потенциально изменять эпигеном растения в ответ на стресс и помогает поддерживать эти изменения, чтобы модулировать будущие реакции на стресс у пораженного растения и его потомков.

Сигнализация ближнего и дальнего действия

Молекулы мРНК, продуцируемые RdDM и другими путями, способны перемещаться между клетками через плазмодесмы, а также могут системно перемещаться через растение через сосудистую сеть.[67][68][69] Следовательно, они могут действовать как сигнальные молекулы. Это было продемонстрировано на заводах, сконструированных для экспрессии зеленый флуоресцентный белок (GFP).[70] Белок GFP, вырабатываемый этими растениями, заставлял их светиться зеленым при определенных условиях освещения. Когда ткань второго растения, экспрессирующая конструкцию мРНК, комплементарную GFP, была привитый на GFP-экспрессирующее растение флуоресценция GFP была потеряна: после прививки мРНК, продуцируемые в тканях второго растения, перемещались в ткани первого, GFP-экспрессирующего растения, и запускали подавление GFP.[70] То же исследование показало, что подмножество этих мобильных мРНК запускало добавление метилирования ДНК в локус GFP через RdDM. Следовательно, sRNAs, участвующие в RdDM, могут действовать как сигнальные молекулы и запускать добавление метилирования ДНК в комплементарных локусах в клетках, далеко от того места, где sRNAs были первоначально созданы. С тех пор исследования показали, что мРНК могут перемещать и направлять RdDM как от побега к корню, так и от корня к побегу, хотя эффект молчания более устойчив, когда мРНК перемещаются от побега к корню.[69][70][71][72]

Движение мРНК, которые управляют активностью RdDM, играет важную роль в развитии растений, в том числе во время репродукции.[23][24][27] и корневое развитие.[31] В обоих случаях движение sRNA, по-видимому, функционирует в первую очередь как способ усиления метилирования ДНК и заглушения TE в важных для развития типах клеток, таких как половые клетки и стволовые клетки. Молчание ТЕ и поддержание целостности генома в этих клетках особенно важно, потому что они дают начало многим другим клеткам, все из которых наследуют любые дефекты или мутации в исходной стволовой или зародышевой клетке. Движение мРНК также участвует во взаимодействиях между растениями и патогенами: мРНК могут перемещаться из инфицированных клеток в дистальные неинфицированные ткани, чтобы запустить защитный ответ, хотя до настоящего времени это было показано только для РНКи, но не для RdDM.[73]

Пути и механизмы

В этом разделе рассматриваются пути и механизмы, с помощью которых RdDM приводит к метилированию ДНК, специфичному для последовательности. Представленные здесь пути были охарактеризованы в основном на модельном заводе. Arabidopsis thaliana, но, вероятно, похожи на других покрытосеменных. Сохранение RdDM у других видов растений более подробно обсуждается в разделе «Эволюционная консервация» ниже.

Контекст метилирования ДНК

Контексты последовательностей метилирования ДНК и родственные метилтрансферазы ДНК. Метилирование ДНК в цитозинах с последующими гуанинами (метилирование CG) поддерживается MET1, тогда как метилирование CHG и CHH поддерживается CMT3 и CMT2, соответственно. Метилтрансфераза, участвующая в RdDM, DRM2, может добавлять метилирование ДНК независимо от контекста последовательности.

RdDM является единственным механизмом у растений, который может добавлять метилирование ДНК к цитозинам независимо от контекста последовательности.[55] Метилирование ДНК в растениях обычно делится на три категории в зависимости от контекста последовательности метилированного цитозина: CG, CHG и CHH, где H - любой нуклеотид, кроме G. Они отражают разные контексты последовательностей, на которые нацелены несколько путей метилирования ДНК в растениях. Эти контекстно-зависимые пути в первую очередь участвуют в поддержании существующих паттернов метилирования ДНК. Высококонсервативная метилтрансфераза MET1 (гомолог DNMT1 млекопитающих) поддерживает метилирование ДНК в контексте CG, в то время как две консервативные специфичные для растений метилтрансферазы, Chromomethylase 3 (CMT3) и CMT2, помогают поддерживать метилирование CHG и CHH соответственно.[74][75][76][77] В отличие от этих путей, RdDM приводит к добавлению метилирования ДНК по всем цитозинам независимо от контекста их последовательности. Подобно MET1, CMT2 и CMT3, RdDM в первую очередь участвует в поддержании существующих паттернов метилирования ДНК.[55] Однако RdDM также является единственным путем, способным добавлять метилирование ДНК. de novo в ранее неметилированные области растений.

Механизм

Путь RdDM можно разделить на два основных процесса: производство мРНК и рекрутирование аппарата метилирования ДНК этими мРНК в определенные целевые локусы в ДНК.[78][55][79] Эти две активности вместе составляют RdDM и в конечном итоге приводят к метилированию ДНК, добавляемому к цитозинам в определенных целевых локусах.

Схема канонического пути RdDM (вверху) и неканонических RdDM и RNAi / PTGS (внизу). Канонический путь RdDM может быть разбит на (1) продукцию мРНК и (2) направленное метилирование ДНК в сайты продукции мРНК. Неканонический путь RdDM тесно связан с RNAi и другими путями PTGS и отличается от канонического RdDM главным образом источником мРНК и процессингом мРНК. H3K9 = лизин 9 на гистоне H3; H3K4 = лизин 4 на гистоне H3; оцРНК = одноцепочечная РНК; dsRNA = двухцепочечная РНК, miRNA = microRNA

Канонический RdDM

Канонический путь RdDM, как следует из его названия, является наиболее хорошо охарактеризованным путем на сегодняшний день. Канонический RdDM преимущественно рекрутируется в области, которые уже являются ДНК-метилированными и гетерохроматическими, и действует, чтобы усилить существующие паттерны метилирования ДНК в этих локусах, образуя петлю положительной обратной связи.[55][79] Канонический RdDM составляет большую часть активности RdDM в ячейке.[79]

производство мРНК

Первая часть пути RdDM вращается вокруг биогенеза мРНК. Комплекс РНК-полимеразы, специфичный для растений, РНК-полимераза IV (Pol IV), сначала рекрутируется в молчащий гетерохроматин через его взаимодействие с белками CLASSY (CLSY) и гомологом 1 гомеодомена SAWADEE (SHH1) (также см. «Взаимодействие между RdDM и другими путями модификации хроматина» ниже).[80][79][81] Pol IV транскрибирует эти области с образованием коротких одноцепочечных РНК (оцРНК) длиной примерно от 30 до 45 нуклеотидов, каждая из которых является предшественником одной мРНК.[82][83][84] Эти оцРНК преобразуются в двухцепочечные РНК (дцРНК) котранскрипционно с помощью РНК-направленной РНК-полимеразы 2 (RDR2), которая физически связывается с Pol IV.[83] Затем дцРНК расщепляются эндорибонуклеаза Дайсер-подобные 3 (DCL3) в 24 нуклеотидных (нт) мРНК. Только Pol IV, RDR2 и DCL3 достаточны для продукции 24 н. МРНК. in vitro,[84] предполагая, что в то время как другие факторы, участвующие в этой части пути, могут помочь повысить эффективность или специфичность, они не требуются для продукции мРНК, опосредованной Pol IV.

В то время как почти все 24 н. МРНК, участвующие в RdDM, продуцируются посредством пути Pol IV-RDR2-DCL3, небольшая часть продуцируется другими путями. Например, некоторые РНК-полимераза II (Pol II) транскрипты, содержащие инвертированную повторяющуюся последовательность, образуют двухцепочечные шпильчатые структуры, которые могут быть непосредственно расщеплены DCL3 с образованием 24 н. МРНК.[85][79]

Метилирование ДНК целевых локусов

Во второй части пути механизм метилирования ДНК RdDM направляется по последовательностям ДНК, комплементарным мРНК, генерируемым в первой части пути. Одна цепь из каждой двухцепочечной мРНК длиной 24 нуклеотида загружается в Аргонавт (AGO) белки AGO4, AGO6 или AGO9.[55] AGO3 также может действовать по этому пути.[86] Аргонавты - это большое, высококонсервативное семейство белков, которые могут связывать мРНК, образуя дуплекс белок-мРНК, который позволяет им распознавать и связывать другие последовательности РНК, комплементарные их партнеру по мРНК.[87] После образования дуплекс AGO-sRNA находит и связывает комплементарные последовательности вдоль «каркаса» РНК, продуцируемого специфическими для растений РНК-полимераза V (Pol V), с помощью взаимодействий с Suppressor of Ty insert 5-like (SPT5L), комплексом Involved in de novo 2 - IDN2 Paralog (IDN2-IDP) и субъединицей Pol V NRPE1.[88] Это приводит к набору ДНК-метилтрансфераза Ферментные домены перестроили метилтрансферазу 2 (DRM2), которая метилирует близлежащую ДНК.[89][55][79] Механизм, с помощью которого дуплекс AGO-sRNA рекрутирует DRM2, еще недостаточно изучен.[90]

Неканонический RdDM

Недавние исследования выявили ряд вариаций пути RdDM, которые в совокупности называются неканоническими RdDM.[79] В отличие от канонического RdDM, неканонические пути обычно участвуют в установлении начального метилирования ДНК в новых целевых локусах, таких как новые вставки TE, а не в поддержании существующего гетерохроматина. Активно выражающие элементы, такие как новые вставки TE, обычно сильно нацелены на посттранскрипционное молчание генов (PTGS / RNAi) пути. Неканонический RdDM возникает в основном как побочный продукт этих путей PTGS, приводя к начальному установлению молчащего гетерохроматического состояния над новым TE или другим целевым локусом. Как только это начальное состояние молчания установлено, Pol IV может быть рекрутирован в локус с помощью CLSY и SHH1, и канонический путь RdDM берет на себя долгосрочное поддержание молчания.[79] Следовательно, неканонические пути RdDM часто действуют как временный мост между начальным посттранскрипционным подавлением новых элементов с помощью RNAi и долгосрочным транскрипционным подавлением транскрипции через канонический RdDM.[10][9][79] В соответствии с этой ролью в инициации нового сайленсинга, неканонический RdDM нацелен на относительно небольшое количество локусов по сравнению с каноническим RdDM.[79]

Основное различие между каноническими и неканоническими путями RdDM заключается в происхождении и биогенезе задействованных мРНК. Канонический путь RdDM включает 24 н. МРНК, которые специфичны для этого пути и происходят преимущественно из одного источника (комплекс Pol IV-RDR2). Напротив, неканонические пути RdDM включают мРНК 21-22 нуклеотида из различных источников, что позволяет de novo Метилирование ДНК должно инициироваться во многих различных типах локусов. Эти 21-22 нуклеотидные мРНК не специфичны для неканонического RdDM, а также функционируют в других путях PTGS. Фактически, только небольшая часть 21-22nt мРНК вовлечена в RdDM, при этом большинство вместо этого управляет петлей положительной обратной связи, усиливая ответ PTGS.[91] Функциональный результат конкретной мРНК длиной 21-22 нт зависит от белка AGO, с которым она в конечном итоге ассоциируется: мРНК, которые связываются с AGO4, AGO6 или AGO9, приводят к метилированию RdDM и ДНК, тогда как мРНК, которые связываются с другими AGO, такими как AGO1, в первую очередь вызывают в ПТГС.[55][79]

Используя мРНК 21–22 нуклеотида, полученные из различных источников, неканонический RdDM может гибко индуцировать de novo Метилирование ДНК и молчание во многих различных типах локусов. Одним из основных источников мРНК длиной 21–22 н. Являются транскрипты Pol II.Некоторые из этих транскриптов, особенно те, которые получены из TE, вирусов или определенных небелковых транскриптов, нацелены на пути PTGS, такие как миРНК или РНКи, приводящие к расщеплению транскрипта. Полученные фрагменты могут быть преобразованы в дцРНК с помощью RDR6 и затем обработаны в мРНК длиной 21–22 нт с помощью DCL2 или DCL4.[8] Большинство этих мРНК размером 21–22 нуклеотида загружаются в AGO1 и возвращаются обратно в PTGS, усиливая эффективность PTGS.[79] Однако некоторые вместо этого будут ассоциироваться с AGO6, что приведет к RdDM.[10] dsRNAs, возникающие в результате активности RDR6, также могут иногда обрабатываться DCL3 вместо DCL2 / 4 и запускать RdDM.[9] Кроме того, некоторые транскрипты Pol II содержат перевернутый повтор последовательности, которые могут образовывать двухцепочечные структуры, подобные шпилькам. Они могут расщепляться белками DCL независимо от RDR с образованием мРНК размером 21–22 н. Или 24 н., Которые могут участвовать в RdDM.[79] Сходным образом предшественники miRNA, которые также образуют шпильки и обычно расщепляются DCL1 с образованием miRNA, вместо этого могут расщепляться другими DCL с образованием sRNA для RdDM.[79] Хотя большинство неканонических RdDM происходит через AGO6 или AGO4, существует также версия пути, в котором мРНК вместо этого связываются с AGO2, который вместе с комплексом NERD (необходим для RDR2-независимого метилирования ДНК) рекрутирует DRM2 в локусы-мишени и запускает ДНК. метилирование.[92] Поскольку неканонические пути еще не так хорошо охарактеризованы, как канонический путь RdDM,[79] вероятно, останутся дополнительные источники мРНК, используемые для RdDM, которые еще не были обнаружены.

Вовлеченные факторы

Ниже перечислены некоторые факторы, влияющие на RdDM, а также дополнительные сведения об их функциях и соответствующие ссылки. Также перечислены несколько факторов, в первую очередь участвующих в PTGS, которые иногда участвуют в RdDM.

Факторы, участвующие в RdDM
Фактор (ы)Тип фактораПутьРоль в RdDMИзвестные прямые взаимодействияОписаниеРекомендации
NRPD1 и комплекс Pol IVРНК-полимеразаКанонический RdDMпроизводство мРНКБелки CLSY, RDR2Pol IV представляет собой комплекс РНК-полимеразы, специфичный для растений, а его самая большая субъединица NRPD1 специфична для этого комплекса. Благодаря взаимодействию с белками CLSY и SHH1 Pol IV рекрутируется в гетерохроматиновые области (в частности, в H3K9me2 - и H3K4me0-содержащий хроматин) и транскрибирует одноцепочечные РНК-предшественники мРНК, используемых в каноническом пути RdDM.[93][80][94][81]
NRPE1 и комплекс Pol VРНК-полимеразаВсе RdDMМетилирование ДНК целевых локусовPol V - это комплекс РНК-полимеразы, специфичный для растений, и NRPE1, его самая большая субъединица, специфична для этого комплекса. Pol V транскрибирует некодирующие РНК, которые служат каркасом для нескольких других компонентов RdDM, наиболее важно дуплекса AGO-sRNA, но также SPT5L и комплекса IDN2-IDP. И NRPE1, и SPT5L содержат мотив крючка AGO, который помогает рекрутировать AGO4 в транскрипты Pol V. Мутация крючковых мотивов AGO на обоих белках приводит к снижению метилирования ДНК в целевых локусах RdDM, напоминая фенотипы нуль-мутантов nrpe1. Связывание дуплекса AGO-sRNA с комплементарными сайтами вдоль транскрипта Pol V приводит к привлечению DRM2 и добавлению метилирования ДНК в целевые локусы.[93][80][94][95][81]
RDR2РНК-зависимая РНК-полимеразаКанонический RdDMпроизводство мРНКPol IVСуществует в комплексе с Pol IV и преобразует зарождающийся транскрипт Pol IV в двухцепочечную РНК, которая затем может обрабатываться DCL3 с образованием мРНК для канонического RdDM.[83][80]
RDR6РНК-зависимая РНК-полимеразаPTGS, неканонический RdDMпроизводство мРНКПреобразует одноцепочечные РНК в двухцепочечные РНК для обработки в мРНК длиной 21–22 нт с помощью DCL2 и DCL4. Большинство этих мРНК приводят к PTGS, но некоторые загружаются в AGO6 и участвуют в неканоническом RdDM.[9][80]
DCL1ЭндорибонуклеазаPTGS, неканонический RdDMпродукция miRNA, продукция sRNAЭндорибонуклеаза, расщепляющая двухцепочечную РНК, в первую очередь участвующая в производстве микроРНК которые ведут к PTGS через AGO1. Может также катализировать продукцию мРНК 21 нт из мРНК, содержащих инвертированные повторы, которые могут использоваться либо в PTGS, либо в неканоническом RdDM, в зависимости от белка AGO, с которым они связаны. Четыре белка DCL в A. thaliana (DCL1,2,3,4) конкурируют за доступ к субстратам дцРНК.[96][97][81][98]
DCL2ЭндорибонуклеазаPTGS, неканонический RdDMпроизводство мРНКЭндорибонуклеаза, которая расщепляет двухцепочечную РНК, в результате чего получают мРНК длиной 22 нт, которые можно использовать как в PTGS, так и в неканоническом RdDM. Четыре белка DCL в A. thaliana (DCL1,2,3,4) конкурируют за доступ к субстратам dsRNA, а DCL2,4 может замещать потерю DCL3 для большинства мишеней RdDM.[96][99][97][80]
DCL3ЭндорибонуклеазаКанонический RdDMпроизводство мРНКЭндорибонуклеаза, которая расщепляет двухцепочечную РНК, в результате чего 24 нт мРНК используются в каноническом RdDM. Предпочтительно нацелены на короткие дцРНК, продуцируемые Pol IV-RDR2, но могут также разрезать другие субстраты дцРНК, включая мРНК, содержащие инвертированные повторы или предшественники миРНК. Четыре белка DCL в A. thaliana (DCL1,2,3,4) конкурируют за доступ к субстратам dsRNA, а DCL2,4 может замещать потерю DCL3 для большинства мишеней RdDM. Когда пути PTGS через DCL2,4 становятся насыщенными, DCL3 может вмешиваться и обрабатывать субстраты dsRNA DCL2,4, инициируя переключение с PTGS на TGS, опосредованный RdDM.[96][9][99][97][80]
DCL4ЭндорибонуклеазаPTGS, неканонический RdDMпроизводство мРНКЭндорибонуклеаза, которая расщепляет двухцепочечную РНК, в результате чего получают мРНК длиной 21 нт, которые можно использовать как для PTGS, так и для неканонического RdDM. Четыре белка DCL в A. thaliana (DCL1,2,3,4) конкурируют за доступ к субстратам dsRNA, а DCL2,4 может замещать потерю DCL3 для большинства мишеней RdDM.[96][99][97]
AGO4Протеин аргонавтаКанонический RdDMМетилирование ДНК целевых локусовNRPE1, SPT5LОсновной белок Argonaute, участвующий в каноническом RdDM. AGO4 частично дублируется с AGO6, который также может функционировать в этом пути, а также с AGO9 в репродуктивных тканях. Он связывает мРНК длиной 24 нт, продуцируемые этим путем, с образованием дуплекса AGO4-мРНК, который может распознавать последовательности, комплементарные мРНК. Благодаря взаимодействию с SPT5L, NRPE1 и комплексом IDN2-IDP дуплекс AGO4-sRNA связывает одноцепочечную некодирующую РНК, продуцируемую Pol V, и помогает рекрутировать DRM2 в ДНК.[93][80][100]
AGO6Протеин аргонавтаВсе RdDMМетилирование ДНК целевых локусовБелок аргонавта, который может функционировать как в канонических, так и в неканонических путях RdDM. Частично избыточен с AGO4 (основной канонический RdDM AGO). Может связываться с мРНК длиной 24 или 21–22 нуклеотидов, чтобы запустить RdDM в комплементарных локусах. Взаимодействуя как с мРНК из 21–22 нуклеотидов, так и с 24 нуклеотидами, AGO6 помогает в переходе от PTGS (обычно опосредованного мРНК из 21–22 нуклеотидов) к стабильному подавлению сигнала с помощью RdDM (обычно опосредованному мРНК из 24 нуклеотидов). Особенно экспрессируется в меристемах корней и побегов, которые являются двумя основными популяциями стволовых клеток растений. Это может указывать на то, что растения усиливают наблюдение за новыми ТЕ, чтобы гарантировать целостность генома в ключевых клетках, которые дадут начало большинству других клеток растения.[93][101][10][80][100]
AGO9Протеин аргонавтаКанонический RdDMМетилирование ДНК целевых локусовУзкоспециализированный AGO, выражающийся в первую очередь в зародышевой линии, где он необходим для правильного формирования женской гаметы. Взаимодействует с 24-нуклеотидной мРНК, чтобы заглушить TE в зародышевой линии, аналогично роли белков PIWI Argonaute у животных.[102][25][100]
AGO1Протеин аргонавтаPTGS, неканонический RdDMпроизводство мРНКСвязывает микроРНК или мРНК длиной 21–22 н., Которые он использует для распознавания комплементарных последовательностей на других РНК. Когда дуплекс AGO1-мРНК (часто называемый RISC ) находит комплементарную одноцепочечную мРНК, РНК расщепляется AGO1, разрушая мРНК и вызывая PTGS. Полученные в результате фрагменты РНК затем могут быть преобразованы в дцРНК с помощью RDR6 и обработаны с помощью DCL2,4 с образованием вторичных мРНК длиной 21-22 нуклеотида. Они преимущественно загружаются обратно в AGO1, образуя самоусиливающуюся «петлю РНКи». Однако вместо этого некоторые из 21–22 нуклеотидных мРНК загружаются в AGO6, что приводит к RdDM.[91][97][80][100]
DRM2ДНК-метилтрансферазаВсе RdDMМетилирование ДНК целевых локусовОсновная ДНК-метилтрансфераза, участвующая в RdDM. Катализирует присоединение метильной группы к цитозинам в ДНК. Рекрутируется дуплексом AGO4-мРНК после того, как он связывается с комплементарной последовательностью в транскрипте Pol V, но механизм, с помощью которого это происходит, не совсем понятен.[103][80]
SHH1 / DTF1ДНК и белок, связывающий хроматинКаноническийпроизводство мРНКCLSY1Требуется для продукции мРНК на основе Pol IV в подмножестве локусов RdDM. Через свой домен SAWADEE SHH1 связывает гистон H3 со специфическим модификации связанные с гетерохроматином и метилированием ДНК: метилирование 9-го лизина (H3K9me2) и неметилированного K4 (H3K4me0). Взаимодействуя с SHH1 через белки CLSY, Pol IV рекрутируется на гетерохроматический / молчащий хроматин. На сегодняшний день показано, что SHH1 напрямую взаимодействует только с CLSY1. Способность SHH1 связываться с Pol IV / NRPD1 в основном отсутствует у двойных мутантов clsy1,2, поэтому рекрутирование Pol IV с помощью SHH1, вероятно, требует белков CLSY.[104][105][106][107]
CLSY1, CLSY2предполагаемые ремоделиры хроматинаКаноническийпроизводство мРНКПол IV, ШХ1Требуется для взаимодействия SHH1 и рекрутирования Pol IV в подмножество целевых локусов. Взаимоисключающие с локусами, регулируемыми CLSY3 и CLSY4. Вместе четыре белка CLSY регулируют почти все мРНК, полученные из Pol IV, и потеря всех четырех приводит к почти полной потере продукции 24-нуклеотидной мРНК. Требуется H3K9me2, вероятно, через взаимодействие с SHH1. мРНК, регулируемые с помощью CLSY1,2, обогащены в плечах хромосом, а мРНК, регулируемые с помощью CLSY3,4, обогащены в перицентромере.[107][108]
CLSY3, CLSY4предполагаемые ремоделиры хроматинаКаноническийПроизводство мРНК, нацеливание на Pol IVPol IVУчаствует в привлечении Pol IV к подмножеству целевых локусов. Взаимоисключающие с локусами, регулируемыми CLSY1 и CLSY2. Вместе четыре белка CLSY регулируют почти все Pol IV-sRNA, и потеря всех четырех приводит к почти полной потере продукции 24-нуклеотидной sRNA. мРНК, регулируемые CLSY3,4, обогащены перицентромерой, тогда как мРНК, регулируемые CLSY1,2, обогащены в плечах хромосом.[107][108]
HEN1РНК-метилазаОбепроизводство мРНКниктоСтабилизирует мРНК путем добавления метилирования к 3'-ОН группам.[109]
СУВХ2, СУВХ9связывающие метил-ДНК белкиОбеМетилирование ДНК целевых локусовКомплекс ГДР, MORC1, MORC6Пара тесно связанных белков, связывающих метил-ДНК, которые взаимодействуют с комплексом DDR и необходимы для правильной локализации комплекса DDR и Pol V. Привлекая Pol V к участкам с метилированием ДНК, которые, как правило, являются молчащими, гетерохроматическими участками, SU (VAR) 3-9 гомолог (SUVH) 2 и 9 помогают сформировать петлю положительной обратной связи, которая усиливает опосредованное RdDM молчание. Может также ассоциироваться с MORC.[110]
Комплекс DDR (RDM1, DMS3, DRD1)предполагаемый комплекс ремоделирования хроматинаОбеМетилирование ДНК целевых локусовСУВХ2, СУВХ9Комплекс DDR, состоящий из DRD1, DMS3 и RDM1, как полагают, облегчает доступ Pol V к его сайтам-мишеням, возможно, за счет раскручивания ДНК ниже Pol V. Взаимодействует с SUVH2,9, которые связывают метилированную ДНК, и это взаимодействие может помогают рекрутировать Pol V в области существующего гетерохроматина. RDM1 также связывает одноцепочечную ДНК, которая может помочь раскрутить ДНК, чтобы облегчить рекрутирование DRM2.[88][111][112][113][110]
SPT5L / RDM3 / KTF1фактор транскрипцииОбеМетилирование ДНК целевых локусовТранскрипты AGO4, Pol VВзаимодействует с AGO4 и помогает рекрутировать его в каркас РНК, продуцируемый Pol V. Подобно субъединице Pol V NRPE1, SPT5L содержит мотив крючка AGO в своем C-концевом домене. Мотивы как на NRPE1, так и на SPT5L избыточно помогают рекрутировать AGO4 в локусы, транскрибируемые Pol V. Мутация крючковых мотивов AGO на обоих белках приводит к снижению метилирования ДНК в локусах-мишенях RdDM, напоминая фенотипы нуль-мутантов nrpe1. Также требуется для ко-транскрипционного среза транскриптов Pol V.[114][95][115]
Комплекс SWI / SNFкомплекс ремоделирования хроматинаОбеМетилирование ДНК целевых локусовIDN2Неферментируемый комплекс Switch / Sucrose (SWI / SNF) представляет собой комплекс ремоделирования хроматина, который рекрутируется на каркасы Pol V комплексом IDN2-IDP, где он влияет на позиционирование нуклеосом. SWI / SNF может способствовать RdDM, делая хроматин более доступным, что может облегчить доступ DRM2 к ДНК.[116]
Комплекс IDN2-IDPдцРНК-связывающий белокОбеМетилирование ДНК целевых локусовКомплекс SWI / SNFКомплекс, состоящий из IDN2 и IDP1 (также называемых IDNL1) или IDP2 (IDNL2). IDN2 и, возможно, IDP1 могут связываться с дуплексом дцРНК, образованным при гибридизации связанных с AGO мРНК с каркасом Pol V. Считается, что этот комплекс помогает стабилизировать спаривание оснований между AGO-sRNA и каркасной РНК Pol V. IDN2-IDP может также способствовать рекрутированию комплекса SWI / SNF на каркасы Pol V. Кроме того, IDP1 может связывать неметилированную ДНК, что может помочь рекрутировать DRM2 в области, в которых отсутствует метилирование ДНК.[117][116][118]
ЗАНУДАGW-повтор и белок, содержащий палец PHDНеканонический RdDMпродукция мРНК, метилирование ДНК целевых локусовAGO2Образует неканонический путь RdDM, который включает ряд генов, участвующих в PTGS, включая AGO2. Связывает гистон H3 и AGO2. Требуется для накопления 21 нт мРНК на некоторых неканонических мишенях RdDM, включая новые вставки TE. Приводит к модификациям гистонового хвоста, связанным с репрессией транскрипции; поскольку эти модификации могут задействовать другие механизмы метилирования ДНК, включая канонический RdDM, неясно, является ли эффект NERD на метилирование ДНК прямым или косвенным.[92][79]
MORC1, MORC6GHKL АТФазыОбеМетилирование ДНК целевых локусов (?)СУВХ2, СУВХ9, ИДН2, ДМС3Microrchidia 1 (MORC1) и MORC6 образуют гетеродимер и могут взаимодействовать с комплексом DDR, рекрутируя Pol V. Однако считается, что они в основном действуют ниже метилирования ДНК, способствуя сайленсингу. Их точная роль в RdDM до сих пор неясна.[110][80][90]
DRM1ДНК-метилтрансферазаВсе RdDMМетилирование ДНК целевых локусовГомолог DRM2, который экспрессируется только во время полового размножения, особенно в яйцеклетке и, возможно, в раннем эмбрионе. DRM2, вероятно, является основной метилтрансферазой RdDM во всех других тканях.[119]
HDA6Гистоновая деацетилазаКанонический RdDMпроизводство мРНКМожет облегчить рекрутирование Pol IV, создавая разрешающее состояние хроматина для связывания SHH1, удаляя ацетилирование гистонов, способствуя метилированию H3K9. В гистондеацетилаза 6 (hda6) мутантные растения, локусы-мишени HDA6 теряют нацеливание на Pol IV и биогенез мРНК, что позволяет предположить, что HDA6 участвует в рекрутинге Pol IV в субнаборе локусов-мишеней RdDM. Кроме того, нормальное нацеливание Pol IV не может быть восстановлено после повторного введения функционального HDA6, предполагая, что HDA6 также необходим для распространения межпоколенческой «памяти» о том, куда должен быть нацелен Pol IV. HDA6 физически связывается с MET1 и способствует поддержанию метилирования CG с помощью MET1, что также может быть важно для продукции sRNA в HDA6-зависимых локусах.[120][80]

Взаимодействие с другими путями модификации хроматина

Различные состояния хроматина, такие как активный эухроматин или молчащий гетерохроматин, определяются комбинацией специфических гистоновая модификация и паттерны метилирования ДНК. Репрессивные модификации хроматина, такие как метилирование ДНК, способствуют уплотнению ДНК и уменьшают доступность ДНК, в то время как другие модификации помогают открывать хроматин и повышать доступность. Метилирование 9-го лизина гистона H3 (H3K9), в первую очередь в форме триметилирования H3K9 (H3K9me3 ) у животных и диметилирование H3K9 (H3K9me2 ) в растениях, является высококонсервативной репрессивной модификацией.[121][122] Отсутствие метилирования H3K4 (H3K4me0) также связано с репрессией, наряду с несколькими другими модификациями гистонов и варианты. Комбинация метилирования ДНК, H3K9me2 и H3K4me0 прочно связана с гетерохроматином у растений.

Поскольку метилирование ДНК и репрессивные модификации гистонов вместе определяют гетерохроматин, большинство путей метилирования ДНК у растений распознают и взаимодействуют с репрессивными метками гистонов и наоборот, образуя петли положительной обратной связи, которые помогают поддерживать репрессивное состояние хроматина.[123] Связанный с RdDM белок SHH1 распознает H3K4me0 и H3K9me2 в гетерохроматических локусах и рекрутирует Pol IV в эти локусы, чтобы запускать дополнительное метилирование ДНК в этих областях.[106] Сходным образом SUVH2 и SUVH9 помогают рекрутировать Pol V в локусы с метилированием ДНК.[110] Т.о., обе основные части канонического пути RdDM предпочтительно рекрутируются в области, которые уже находятся в молчащем, гетерохроматическом состоянии, отмеченном метилированием ДНК, H3K9me2 и H3K4me0. Метилирование ДНК в тех же гетерохроматических локусах также распознается гистоновыми метилтрансферазами SUVH4 / KYP, SUVH5 и SUVH6, которые связываются с метилированием не-CG и добавляют H3K9me2 к соседним гистонам,[123][124] закрытие цикла положительной обратной связи. Точно так же CMT3 и CMT2, две ДНК-метилтрансферазы, участвующие в поддержании метилирования CHG и CHH соответственно,[75] оба связывают и добавляют метилирование ДНК к гетерохроматину, меченному H3K9me2, образуя свою собственную петлю обратной связи с SUVH4 / 5/6.[125][123] Эти взаимодействия помогают сильно усиливать молчание в TE и др. Гетерохроматиновых регионах.

Похожая петля обратной связи встречается у животных. HP1 играет жизненно важную роль в поддержании гетерохроматина путем распространения метилирования H3K9 через петлю положительной обратной связи с метилтрансферазой H3K9 SUV39H.[126] Метилирование H3K9 задействует HP1, который задействует SUV39H для депонирования большего количества метилирования H3K9.[126] Хотя HP1 сохраняется у растений, его функция в этой петле обратной связи нет.[127] Напротив, петли положительной обратной связи между H3K9me2 и путями метилирования ДНК RdDM и CMT2 / 3 выполняют сходную функцию в распространении H3K9me2. Совсем недавно был идентифицирован специфический для растений белок, Agenet Domain Contains Protein 1 (ADCP1), который может действовать аналогично HP1 в поддержании уровней H3K9me2 в гетерохроматине, облегчая образование гетерохроматина.[128]

В конечном итоге постоянное усиление подавления модификаций хроматина в гетерохроматических локусах создает репрессивное состояние хроматина, в котором ДНК и гистоны (нуклеосомы ) становятся плотно упакованными. Это помогает заглушить экспрессию генов, физически запрещая доступ к ДНК, предотвращая РНК-полимераза II, факторы транскрипции и другие белки от инициации транскрипции.[129] Однако это же уплотнение также предотвращает доступ к ДНК факторов, участвующих в поддержании гетерохроматина, что может привести к потере молчащего компактного состояния. Это особенно верно в плотных конститутивный гетерохроматин окружающие центромеру. В этих регионах ремоделирующий хроматин DDM1 играет решающую роль в поддержании метилирования ДНК путем временного смещения нуклеосом, чтобы позволить метилтрансферазам и другим факторам получить доступ к ДНК.[130][131][5] Однако, поскольку большинство мишеней RdDM являются небольшими TE в открытых, доступных и богатых генами областях (см. «Замалчивание TE и стабильность генома»), немногим сайтам RdDM требуется DDM1.[5][99] Фактически, плотный гетерохроматин подавляет RdDM.[5] Напротив, CMT2 и CMT3 преимущественно функционируют в конститутивном гетерохроматине и сильно зависят от DDM1 для поддержания сайленсинга в этих областях.[131][5][3] Сходным образом, MET1, который поддерживает метилирование ДНК в сайтах CG после репликации, требует, чтобы DDM1 имел доступ к гетерохроматину и поддерживал метилирование CG в этих областях.[132] Таким образом, DDM1 является ключевым регулятором метилирования ДНК в плотном гетерохроматине, но регулирует сайты в основном независимо от RdDM.[5][99]

Взаимодействия между RdDM и тремя другими путями поддерживающего метилирования ДНК ограничены и преимущественно косвенные. ДНК-метилтрансфераза MET1 надежно поддерживает метилирование CG по всему геному, в том числе по сайтам-мишеням RdDM. У мутантов RdDM не-CG-метилирование в сайтах-мишенях RdDM теряется, но CG-метилирование все еще сохраняется, указывая тем самым, что активность MET1 не зависит от RdDM.[99] Однако хотя met1 мутанты теряют метилирование CG, как и ожидалось, они также теряют большую часть своего метилирования не-CG, в том числе по целевым локусам RdDM.[99] На этих сайтах подавление молчания все еще может быть инициировано RdDM в met1 мутанты, но он не сохраняется и не передается потомству, что позволяет предположить, что MET1 важен для поддержания, но не инициации сайленсинга в подмножестве целевых локусов RdDM.[133][120] Этот эффект, вероятно, является косвенным: потеря MET1 приводит к потере H3K9me2 на некоторых сайтах, что ингибирует рекрутирование Pol IV и, следовательно, предотвращает поддержание метилирования ДНК посредством канонического RdDM, хотя неканонические пути (которые не включают Pol IV) не затронуты.[99][120] Потеря гистондеацетилазы HDA6, которая облегчает поддерживающее метилирование с помощью MET1 в некоторых локусах, имеет сходный эффект, предполагая, что множественные различные факторы, участвующие в поддержании гетерохроматина, вероятно, способствуют поддержанию RdDM-опосредованного метилирования ДНК.[120]

Потеря RdDM ведет к сильной потере метилирования не-CG в TE в богатых генами областях в плечах хромосом, но мало влияет на уровни метилирования ДНК в конститутивном гетерохроматине вокруг центромеры.[99][5][3] Это указывает на то, что CMT2 и CMT3, которые функционируют в первую очередь для поддержания метилирования CHG и CHH в плотном конститутивном гетерохроматине, не зависят от активности RdDM.[99][5][3] Аналогичным образом в cmt2, cmt3 с двойными мутантами, многие TE в плечах хромосом остаются метилированными, предположительно из-за постоянной активности RdDM, указывая тем самым, что потеря CMT2 / 3 мало влияет на активность RdDM.[5][3] Это предполагает, что RdDM и CMT2 / 3 функционируют в основном независимо и в разных локусах: RdDM является основным путем, ответственным за поддержание не-CG-метилирования ДНК в эухроматических, богатых генами областях, тогда как CMT2 и CMT3 поддерживают метилирование не-CG ДНК в конститутивном гетерохроматине. У мутантов, дефектных как по RdDM, так и по CMT2 / CMT3, все метилирование, не связанное с CG, в геноме устраняется,[74] демонстрируя, что вместе RdDM и CMT2 / CMT3 составляют все метилирование не-CG в геноме.

Баланс между метилированием и деметилированием ДНК

Большинство механизмов метилирования ДНК у растений являются самоусиливающимися (см. Выше), включая RdDM: Pol IV и Pol V оба рекрутируются в гетерохроматиновые области, которые уже имеют метилирование ДНК, способствуя дополнительному метилированию ДНК посредством канонического RdDM.[55] Подобные петли положительной обратной связи могут вызывать распространение активности метилирования ДНК с намеченных метилированных сайтов-мишеней на гены или другие регуляторные элементы, что может отрицательно влиять на экспрессию генов. Чтобы предотвратить это распространение, пути метилирования ДНК противопоставляются пассивному и активному деметилированию ДНК. Метилирование ДНК может быть потеряно пассивно с каждым делением клетки, потому что вновь синтезированные цепи ДНК не имеют метилирования ДНК до тех пор, пока они не будут повторно добавлены одним из поддерживающих путей метилирования ДНК.[134] Метилирование ДНК также может быть активно удалено у растений с помощью ДНК гликозилазы, которые удаляют метилированные цитозины через базовый путь эксцизионного восстановления. В Arabidopsis существует четыре белка, ответственных за удаление метилирования ДНК: репрессор молчания 1 (ROS1), Demeter (DME), Demeter-like 2 (DML2) и Demeter-like 3 (DML3).[135][136] Эти ДНК-гликозилазы помогают предотвратить распространение метилирования ДНК от мишеней RdDM к активным генам.[137][14] Потеря активного деметилирования ДНК в ros1; dml2; dml3 тройные мутанты приводят к повсеместному увеличению уровней метилирования ДНК, тогда как эктопическое выражение ROS1 приводит к прогрессирующей потере метилирования ДНК во многих локусах,[138] подчеркивая важность баланса активности метилирования и деметилирования ДНК.

Интересно, что экспрессия ДНК-деметилазы ROS1 напрямую связана с активностью RdDM: метилирование ДНК по TE, на которое нацелено RdDM в ROS1 промоутер требуется для ROS1 выражение,[12][13] хотя другие факторы также участвуют в регулировании ROS1.[139][140] С ROS1 экспрессия связана с метилированием ДНК в определенном TE, ROS1 экспрессия также сильно снижена у растений с дефектным RdDM, которые теряют способность метилировать этот ТЕ и другие.[12] Этот общий механизм помогает поддерживать метилирование ДНК. гомеостаз настраивая активность деметилирования ДНК на активность метилирования ДНК, помогая гарантировать, что паттерны метилирования ДНК могут стабильно сохраняться с течением времени.

Эволюционное сохранение

Происхождение участников пути RdDM

Схема, изображающая эволюционную консервацию выбранных ортологов субъединиц Pol IV и V в царстве растений. Субъединицы, начинающиеся с NRPD, представляют собой субъединицы Pol IV, субъединицы, начинающиеся с NRPE, представляют собой субъединицы Pol V, а субъединицы, обозначенные как NRPD / E, обнаруживаются как в Pol IV, так и в V.[141] Закрашенный кружок для субъединицы указывает, что ортолог для этой субъединицы был идентифицирован в пределах ассоциированной линии.
Схема, изображающая эволюционное сохранение ортологов выбранных компонентов пути RdDM в царстве растений. Закрашенный кружок для субъединицы указывает, что ортолог для этой субъединицы был идентифицирован в пределах ассоциированной линии.

В то время как все эукариоты разделяют три РНК-полимеразы (РНК Pol I, II и III), растения имеют две дополнительные полимеразы, Pol IV и Pol V. Оба Pol IV и V имеют эволюционное происхождение, происходящее от Pol II.[141][94] В других царствах эукариот, в которых отсутствуют эти две специализированные РНК-полимеразы, Pol II транскрибирует предшественников малых РНК, используемых в путях сайленсинга - фактически, транскрипты Pol II также иногда процессируются в мРНК в растениях. Была выдвинута гипотеза, что происхождение как Pol IV, так и Pol V коренится в «бегстве от адаптивного конфликта».[142] Идея состоит в том, что потенциальные противоречия между «традиционной» функцией Pol II и функцией биогенеза малых РНК могут быть сняты путем дублирования Pol II и субфункционализация образующихся множественных РНК-полимераз.

Анализ эволюционного происхождения Pol IV и Pol V до некоторой степени усложняется тем фактом, что каждый фермент на самом деле состоит как минимум из 12 подразделения.[141] В Arabidopsis thaliana, некоторые субъединицы являются общими для Pol IV и Pol V, некоторые являются уникальными для каждой полимеразы, а некоторые являются общими для Pol II, IV и V.[143] Ортологи некоторых субъединиц Pol IV и V были обнаружены во всех линиях наземных растений, включая папоротники, печеночники и мхи.[144][142] Эти данные свидетельствуют в пользу общего происхождения Pol IV и V, восходящего к ранним наземным / сосудистым растениям.

Большая часть работы, проделанной для выяснения генов и белков, участвующих в пути RdDM, была выполнена в Arabidopsis thaliana, модель покрытосеменных. Однако исследования Pol IV и V, проведенные на кукурузе, показывают некоторые ключевые отличия от Arabidopsis. Pol IV и V кукурузы отличаются друг от друга только одной субъединицей (самой крупной). У Arabidopsis Pol IV и V отличаются друг от друга по трем субъединицам.[145] Однако кукуруза использует набор взаимозаменяемых каталитических субъединиц - две в случае Pol IV и три в случае Pol V, которые обеспечивают дополнительную специализацию функциональности полимеразы.[145] Хотя существуют различия, в целом существует широкое совпадение функций и компонентов RdDM между разными видами покрытосеменных, изученных на сегодняшний день.

Помимо Pol IV и Pol V, большая часть ключевых белков-компонентов RdDM (например, DCL3 и AGO4) имеет ортологи, обнаруженные в каждом классе наземных растений, что подтверждает гипотезу о том, что некоторая форма пути RdDM возникла на ранних этапах родословная растений.[142] Однако функциональность пути RdDM, по-видимому, в значительной степени изменяется между разными видами и линиями растений. Например, в то время как голосеменные имеют функциональный Pol IV и продуцируют небольшие РНК из 24 нуклеотидов, биогенез мРНК внутри голосеменных гораздо более сильно искажен в сторону 21 нуклеотидов, чем 24 нуклеотидов мРНК.[146] Это говорит о том, что канонический RdDM может быть более редким или менее выраженным у голосеменных, чем у покрытосеменных. Сходным образом, хотя ортологи DRM2 обнаружены у различных покрытосеменных, нет известных ортологов DRM2 в других линиях растений.[147] Одна возможность состоит в том, что покрытосеменные обладают «наиболее полной» версией пути RdDM, тогда как все другие линии растений обладают надежными и функциональными подмножествами пути. Однако, поскольку почти вся работа по RdDM была проделана на покрытосеменных, также возможно, что альтернативные версии RdDM в других линиях просто еще не были обнаружены, особенно если эти альтернативные версии включают разные белки или белки без четких гомологов у покрытосеменных. .

Отношения с путями сайленсинга мРНК в других царствах

Все царства эукариот содержат небольшие РНК в той или иной форме. Одним из таких классов мРНК является Piwi-взаимодействующие РНК (пиРНК). Как и в случае RdDM, piRNAs в первую очередь функционируют, чтобы нацеливать и заглушать транспозоны, особенно в зародышевой линии.[29][30] Однако пиРНК обнаруживаются только у животных, они длиннее малых РНК, функционирующих при RdDM (24-32 нуклеотида), и опосредуют свои функции через взаимодействия с другим подклассом белков AGO, подсемейством PIWI, которые отсутствуют у растений.[29][30] МикроРНК (миРНК) представляют собой еще один класс малых РНК с сайленсирующими свойствами.[148] В то время как miRNA находятся в том же диапазоне размеров, что и мРНК RdDM (~ 21 н.), MiRNA связаны с отдельным набором белков Argonaute, которые заставляют замолчать РНК-мишени, инициируя их деградацию или блокируя их последующую трансляцию в белки, вместо того, чтобы рекрутировать DRM2 для добавления метилирования ДНК. к ближайшей ДНК. И RdDM, и пути miRNA вовлекают родственные белки из семейств Argonaute и Dicer.[148]

Возможно, наиболее аналогичными путями к RdDM в другом эукариотическом царстве являются пути подавления транскрипционного гена (TGS) и котранскрипционного сайленсинга генов (CTGS) в sRNA. Schizosaccharomyces pombe.[149] В С. Помбе, TGS направляет метилирование H3K9, приводящее к образованию гетерохроматина, и управляется мРНК, продуцируемой из целевых областей.[150] Подобно каноническому RdDM, этот путь представляет собой петлю положительной обратной связи: мРНК генерируются преимущественно из богатых гетерохроматином областей генома, и эти мРНК направляют добавление метилирования K3K9 для поддержания / распространения гетерохроматина. Между тем, CTGS направляется связанными с AGO1 мРНК, подобными PTGS в растениях, и приводит к ингибированию транскрипции с помощью Pol II, а также к высвобождению Pol II.[151][152] В отличие от RdDM, TGS и CTGS в С. Помбе не полагаются на транскрипцию из источников, не относящихся к Pol II, и не приводят к добавлению метилирования ДНК. Тем не менее С. Помбе pathways и RdDM имеют много одинаковых компонентов, таких как РНК-направленные РНК-полимеразы и мРНК, и имеют сходные функции в поддержании гетерохроматина.

История

Представляем трансгены в организмы на протяжении десятилетий широко использовался в исследованиях генетики растений. Однако исследователи часто обнаруживают, что введенные ими трансгены экспрессируются не так сильно, как ожидалось, а иногда даже не экспрессируются вообще - явление, называемое подавлением трансгена.[153] Открытие сайленсинга трансгенов в 1990-х годах вызвало большой интерес к пониманию механизмов, лежащих в основе этого молчания.[154][155][156] Исследователи обнаружили, что подавление трансгена было повсеместным, происходящим у многих видов (включая Arabidopsis, Tobacco и Petunia), и было связано с повышенным метилированием ДНК над и вокруг заглушенного трансгена.[157][158][159]

Примерно в то же время в 1994 году работа в табак растения обнаружили новый путь с участием РНК, который приводит к метилированию ДНК. Исследователи обнаружили, что когда вироиды были введены в растение и интегрированы в геном растения, последовательности вироидов, но не геном хозяина, получили метилирование ДНК.[49] Отложение метилирования над этими чужеродными последовательностями вироидов помогает ингибировать репликацию вироидов и, следовательно, считается представителем механизма защиты растений от патогенов. Полученные данные свидетельствуют о том, что вироидные РНК, образующиеся во время репликации вироидов, использовались растением в качестве матрицы для нацеливания метилирования ДНК на последовательности вироидов. Поэтому этот механизм был назван РНК-направленным метилированием ДНК или RdDM.[49]

RdDM оказался решением загадки трансгена: подобно вироидам и вирусам, трансгены являются чужеродными последовательностями, и в результате они часто распознаются как чужеродные захватчики и нацелены на подавление RdDM и PTGS. Поскольку сайленсинг трансгенов был надежным маркером активности RdDM, исследователи смогли разработать генетические экраны для идентификации мутантов, которые не смогли запустить молчание у трансгенов, на основании того, что эти гены, вероятно, участвуют в пути RdDM. Эти эксперименты выявили многие части пути, включая РНК Pol IV и V, Дайсер-подобные белки, Аргонавты и др.[6][160][161]

Участие sRNAs в RdDM первоначально предполагалось из-за сходства между RdDM и RNAi, последняя из которых, как недавно было показано, включает малые РНК.[49][162] Чтобы проверить, участвуют ли мРНК в RdDM, в Arabidopsis и Tobacco были введены шпилечные структуры РНК, комплементарные промотору конкретного гена.[163] Шпильчатые РНК были преобразованы в мРНК, которые были способны запускать добавление метилирования ДНК к целевому промотору и заглушать ген.[163] Это продемонстрировало, что мРНК могут направлять метилирование ДНК в определенные локусы. Более поздние усилия показали, что sRNAs, участвующие в RdDM, имели длину приблизительно 24-26 nt, в то время как sRNAs, связанные с RNAi, имели длину только около 21-22 nt.[164][165] Вскоре после этого идентификация AGO4 и характеристика его роли в RdDM привели к предсказаниям, позже подтвержденным, что 24 nt sRNAs были связаны с AGO4 и направляли метилирование ДНК в комплементарные локусы.[166][165]

Ранние работы по подавлению трансгена и RdDM также идентифицировали SDE4 как необходимый для продукции большинства мРНК, участвующих в RdDM.[167] SDE4 позже будет идентифицирован как самая большая субъединица Pol IV и переименован в NRPD1. Ряд исследований, опубликованных в быстрой последовательности несколькими исследовательскими группами, с использованием обоих вперед и обеспечить регресс генетические подходы позволили идентифицировать и охарактеризовать Pol IV и Pol V как высокоспециализированные РНК-полимеразы растений, участвующие в RdDM.[168][169][170][171] Вскоре после этого было принято соглашение об именах Pol IV / Pol V.[88][141]

Возможные области применения биотехнологии

Поскольку механизм, лежащий в основе специфичности последовательности RdDM, хорошо известен, RdDM можно «обмануть» для нацеливания и подавления эндогенный гены в очень специфической манере, которая имеет ряд потенциальных биотехнологических и биоинженерных приложений. Для запуска метилирования ДНК на основе RdDM и подавления определенных генов можно использовать несколько различных методов. Один метод, называемый сайленсингом генов, индуцированным вирусом (VIGS), включает в себя вставку части промоутер последовательность желаемого гена-мишени в вирус.[172] Вирус будет воспроизводить фрагмент промоторной последовательности как часть своей собственной РНК, которая в противном случае является чужеродной для растения. Поскольку вирусная РНК является чужеродной, она будет нацелена на PTGS и преобразована в мРНК, некоторые из которых будут комплементарны промотору исходного гена-мишени. Подмножество этих мРНК задействует механизм RdDM в гене-мишени, чтобы добавить метилирование ДНК. В одном исследовании исследователи использовали этот метод с инженерной Вирус огуречной мозаики задействовать RdDM, чтобы заставить замолчать ген, влияющий на пигментацию цветов петунии, и другой ген, влияющий на созревание плодов в томате.[173] В обоих случаях они показали, что метилирование ДНК было добавлено к локусу, как и ожидалось. У петунии как усиление метилирования ДНК, так и изменения окраски цветков были наследственными, тогда как у томатов наблюдались только частичное молчание и наследуемость. VIGS также использовался для отключения звука ЦВЕТУЩИЙ ВАГЕНИНГЕН (FWA) локус у Arabidopsis, в результате чего растения зацвели позже обычного.[172] То же исследование также показало, что ингибирующий эффект VIGS на FWA и цветение может усиливаться с течением успешных поколений.[172]

Другой метод нацеливания RdDM на желаемый ген-мишень включает введение конструкции РНК шпильки, которая комплементарна целевому локусу. РНК шпильки содержат перевернутый повтор, который заставляет молекулу РНК образовывать структуру двухцепочечной РНК (дцРНК), называемую шпилькой РНК. Шпилька дцРНК может быть процессирована белками DCL в мРНК, которые комплементарны целевому локусу, запуская RdDM в этом локусе. Этот метод использовался в нескольких исследованиях.[12][174][175]

Изменения, индуцированные RdDM, иногда могут сохраняться и унаследоваться в течение нескольких поколений без внешнего вмешательства или манипуляций, предполагая, что RdDM может быть ценным инструментом для целевого редактирования эпигенома. Недавняя работа даже позволила полностью обойти RdDM, искусственно привязав DRM2 (или другие компоненты пути RdDM) непосредственно к конкретным целевым локусам, используя либо нуклеазы цинковых пальцев или же CRISPR.[90][176] В этих экспериментах привязка аппарата RdDM к определенному локусу приводила к усилению метилирования ДНК в целевом сайте, которое часто передавалось по наследству в течение нескольких поколений, даже после того, как искусственная конструкция была удалена путем скрещивания. Однако для всех этих методов требуется дополнительная работа по минимизации нецелевых эффектов и повышению эффективности метилирования ДНК.

Генетически модифицированные организмы (ГМО) сыграли большую роль в недавних сельскохозяйственных исследованиях и практике, но оказались противоречивыми и сталкиваются с нормативными препятствиями при внедрении в некоторых юрисдикциях. ГМО определяются включением «чужого» генетического материала в геном. Обработка растений сконструированными РНК или вирусами, предназначенными для запуска RdDM, не изменяет основную последовательность ДНК генома обработанного растения; изменяется только эпигенетическое состояние частей уже имеющейся последовательности ДНК. В результате эти растения не считаются ГМО. Это привело к попыткам использовать RdDM и другие РНК-опосредованные эффекты для индукции полезных для сельского хозяйства признаков, таких как изменение восприимчивости к патогенам или гербицидам, или ускорение селекции растений за счет быстрого создания благоприятных признаков.[177][178][179] Однако, хотя эта область вызывает активный интерес, на данный момент существует несколько широко применяемых приложений.

Рекомендации

Эта статья была адаптирована из следующего источника под CC BY 4.0 лицензия (2020 ) (отчеты рецензента ): «РНК-направленное метилирование ДНК», PLOS Genetics, 16 (10): e1009034, 8 октября 2020 г., Дои:10.1371 / JOURNAL.PGEN.1009034, ISSN  1553-7390, PMID  33031395, Викиданные  Q100233435

  1. ^ а б c d Дубин MJ, Mittelsten Scheid O, Becker C (апрель 2018 г.). «Транспозоны: благословение проклятия». Текущее мнение в области биологии растений. 42: 23–29. Дои:10.1016 / j.pbi.2018.01.003. PMID  29453028.
  2. ^ Wicker T, Gundlach H, Spannagl M, Uauy C, Borrill P, Ramírez-González RH и др. (Август 2018 г.). «Влияние мобильных элементов на структуру и эволюцию генома мягкой пшеницы». Геномная биология. 19 (1): 103. Дои:10.1186 / s13059-018-1479-0. ЧВК  6097303. PMID  30115100.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j k Сигман М.Дж., Слоткин Р.К. (февраль 2016 г.). «Первое правило подавления звука переносных элементов завода: расположение, расположение, расположение». Растительная клетка. 28 (2): 304–13. Дои:10.1105 / tpc.15.00869. ЧВК  4790875. PMID  26869697.
  4. ^ Дениз О., Frost JM, Branco MR (июль 2019 г.). «Регулирование мобильных элементов модификациями ДНК». Обзоры природы. Генетика. 20 (7): 417–431. Дои:10.1038 / s41576-019-0106-6. PMID  30867571. S2CID  76662244.
  5. ^ а б c d е ж грамм час я j Земах А., Ким М.Ю., Ши PH, Коулман-Дерр Д., Эшед-Вильямс Л., Тао К. и др. (Март 2013 г.). «Ремоделир нуклеосом арабидопсиса DDM1 позволяет ДНК-метилтрансферазам получать доступ к H1-содержащему гетерохроматину». Клетка. 153 (1): 193–205. Дои:10.1016 / j.cell.2013.02.033. ЧВК  4035305. PMID  23540698.
  6. ^ а б c Чан С.В., Зильберман Д., Се З., Йохансен Л.К., Кэррингтон Дж.С., Якобсен С.Е. (февраль 2004 г.). «Гены подавления РНК контролируют метилирование ДНК de novo». Наука. 303 (5662): 1336. Дои:10.1126 / science.1095989. PMID  14988555. S2CID  44659873.
  7. ^ Перес-Ормаче Дж., Потет Ф., Боклер Л., Ле Массон I, Курсьяль Б., Буше Н., Лукас Х. (июль 2008 г.). «Инвазия генома арабидопсиса ретротранспозоном табака Tnt1 контролируется обратимым подавлением транскрипционного гена». Физиология растений. 147 (3): 1264–78. Дои:10.1104 / стр.108.117846. ЧВК  2442547. PMID  18467467.
  8. ^ а б Nuthikattu S, McCue AD, Panda K, Fultz D, DeFraia C, Thomas EN, Slotkin RK (май 2013 г.). «Инициирование эпигенетического молчания активных мобильных элементов запускается малыми интерферирующими РНК RDR6 и 21-22 нуклеотида». Физиология растений. 162 (1): 116–31. Дои:10.1104 / pp.113.216481. ЧВК  3641197. PMID  23542151.
  9. ^ а б c d е ж Мари-Ордоньес А., Марше А., Эчеверри М., Мартин А., Колот В., Воиннет О. (сентябрь 2013 г.). «Реконструкция de novo молчания активного ретротранспозона растений». Природа Генетика. 45 (9): 1029–39. Дои:10.1038 / ng.2703. PMID  23852169. S2CID  13122409.
  10. ^ а б c d е McCue AD, Panda K, Nuthikattu S, Choudury SG, Thomas EN, Slotkin RK (январь 2015 г.). «ARGONAUTE 6 связывает миРНК, полученные из мРНК мобильных элементов, с установлением метилирования ДНК». Журнал EMBO. 34 (1): 20–35. Дои:10.15252 / embj.201489499. ЧВК  4291478. PMID  25388951.
  11. ^ Харрис С.Дж., Шайб М., Вонгпали С.П., Лю В., Корнетт Е.М., Воган Р.М. и др. (Декабрь 2018 г.). «Комплекс для считывания метилирования ДНК, усиливающий транскрипцию генов». Наука. 362 (6419): 1182–1186. Bibcode:2018Научный ... 362.1182H. Дои:10.1126 / science.aar7854. ЧВК  6353633. PMID  30523112.
  12. ^ а б c d е ж Уильямс Б.П., Пигнатта Д., Хеникофф С., Геринг М. (март 2015 г.). «Чувствительная к метилированию экспрессия гена ДНК-деметилазы служит эпигенетическим реостатом». PLOS Genetics. 11 (3): e1005142. Дои:10.1371 / journal.pgen.1005142. ЧВК  4380477. PMID  25826366.
  13. ^ а б c d Лэй М., Чжан Х., Джулиан Р., Тан К., Се С., Чжу Дж. К. (март 2015 г.). «Регуляторная связь между метилированием ДНК и активным деметилированием у Arabidopsis». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 112 (11): 3553–7. Bibcode:2015ПНАС..112.3553Л. Дои:10.1073 / pnas.1502279112. ЧВК  4371987. PMID  25733903.
  14. ^ а б Пентерман Дж., Зильберман Д., Ха Дж. Х., Баллинджер Т., Хеникофф С., Фишер Р.Л. (апрель 2007 г.). «Деметилирование ДНК в геноме Arabidopsis». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 104 (16): 6752–7. Bibcode:2007ПНАС..104.6752П. Дои:10.1073 / pnas.0701861104. ЧВК  1847597. PMID  17409185.
  15. ^ Чо Дж (2018). "Полученные из транспозонов некодирующие РНК и их функции в растениях". Границы растениеводства. 9: 600. Дои:10.3389 / fpls.2018.00600. ЧВК  5943564. PMID  29774045.
  16. ^ Mirouze M, Reinders J, Bucher E, Nishimura T., Schneeberger K, Ossowski S и др. (Сентябрь 2009 г.). «Селективный эпигенетический контроль ретротранспозиции у Arabidopsis». Природа. 461 (7262): 427–30. Bibcode:2009Натура.461..427М. Дои:10.1038 / природа08328. PMID  19734882. S2CID  205218044.
  17. ^ а б Ито Х., Гобер Х., Бухер Э., Мируз М., Вайян И., Пашковски Дж. (Апрель 2011 г.). «Путь siRNA предотвращает ретротранспозицию между поколениями у растений, подвергшихся стрессу». Природа. 472 (7341): 115–9. Bibcode:2011Натура.472..115I. Дои:10.1038 / природа09861. PMID  21399627. S2CID  4426724.
  18. ^ а б Каврак В.В., Леттнер Н., Джамге С., Косаревич А., Байер Л.М., Миттельстен Шайд О. (январь 2014 г.). «Как ретротранспозон использует реакцию растения на тепловой стресс для своей активации». PLOS Genetics. 10 (1): e1004115. Дои:10.1371 / journal.pgen.1004115. ЧВК  3907296. PMID  24497839.
  19. ^ а б Соппе В.Дж., Якобсен С.Е., Алонсо-Бланко К., Джексон Дж. П., Какутани Т., Коорнниф М., Петерс А.Дж. (октябрь 2000 г.). «Фенотип позднего цветения мутантов fwa вызван эпигенетическими аллелями усиления функции гомеодоменного гена». Молекулярная клетка. 6 (4): 791–802. Дои:10.1016 / с1097-2765 (05) 00090-0. PMID  11090618.
  20. ^ а б Киношита Ю., Сазе Х, Киношита Т., Миура А., Соппе В.Дж., Коорнниф М., Какутани Т. (январь 2007 г.). «Контроль сайленсинга гена FWA в Arabidopsis thaliana с помощью прямых повторов, связанных с SINE». Журнал растений. 49 (1): 38–45. Дои:10.1111 / j.1365-313X.2006.02936.x. HDL:11858 / 00-001M-0000-0012-38D2-5. PMID  17144899.
  21. ^ Гуй К., Баулкомб, округ Колумбия (декабрь 2016 г.). «Сигнатуры метилирования ДНК хромометилтрансфераз растений». PLOS Genetics. 12 (12): e1006526. Дои:10.1371 / journal.pgen.1006526. ЧВК  5221884. PMID  27997534.
  22. ^ Гровер Дж. У., Кендалл Т., Батен А., Берджесс Д., Фрилинг М., Кинг Дж. Дж., Мошер Р. А. (май 2018 г.). «Материнские компоненты РНК-направленного метилирования ДНК необходимы для развития семян Brassica rapa». Журнал растений. 94 (4): 575–582. Дои:10.1111 / tpj.13910. PMID  29569777. S2CID  4212729.
  23. ^ а б Ван Г., Кёлер С. (февраль 2017 г.). «Эпигенетические процессы в размножении цветковых растений». Журнал экспериментальной ботаники. 68 (4): 797–807. Дои:10.1093 / jxb / erw486. PMID  28062591. S2CID  23237961.
  24. ^ а б c Мартинес Г., Кёлер С. (апрель 2017 г.). «Роль малых РНК в эпигенетическом репрограммировании при половом размножении растений». Текущее мнение в области биологии растений. 36: 22–28. Дои:10.1016 / j.pbi.2016.12.006. PMID  28088028.
  25. ^ а б Ольмедо-Монфил V, Дуран-Фигероа Н., Артеага-Васкес М., Демеса-Аревало Э., Отран Д., Гриманелли Д. и др. (Март 2010 г.). «Контроль образования женских гамет с помощью пути малой РНК у Arabidopsis». Природа. 464 (7288): 628–32. Bibcode:2010Натура.464..628O. Дои:10.1038 / природа08828. ЧВК  4613780. PMID  20208518.
  26. ^ Слоткин Р.К., Вон М., Борхес Ф., Танурдзич М., Беккер Д.Д., Фейо Ю.А., Мартиенсен Р.А. (февраль 2009 г.). «Эпигенетическое репрограммирование и подавление малых РНК мобильных элементов в пыльце». Клетка. 136 (3): 461–72. Дои:10.1016 / j.cell.2008.12.038. ЧВК  2661848. PMID  19203581.
  27. ^ а б Мартинес Г., Панда К., Кёлер С., Слоткин Р.К. (март 2016 г.). «Молчание в сперматозоидах направляется движением РНК из окружающей клетки-медсестры». Природа Растения. 2 (4): 16030. Дои:10.1038 / nplants.2016.30. PMID  27249563. S2CID  24746649.
  28. ^ Erdmann RM, Hoffmann A, Walter HK, Wagenknecht HA, Groß-Hardt R, Gehring M (сентябрь 2017 г.). «Молекулярное движение в женском гаметофите Arabidopsis thaliana». Размножение растений. 30 (3): 141–146. Дои:10.1007 / s00497-017-0304-3. ЧВК  5599461. PMID  28695277.
  29. ^ а б c Сиоми М.К., Сато К., Пезич Д., Аравин А.А. (апрель 2011 г.). «PIWI-взаимодействующие малые РНК: авангард защиты генома». Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология. 12 (4): 246–58. Дои:10.1038 / nrm3089. PMID  21427766. S2CID  5710813.
  30. ^ а б c Эрнст К., Одом Д. Т., Каттер С. (ноябрь 2017 г.). «Появление piRNAs против вторжения транспозонов для сохранения целостности генома млекопитающих». Nature Communications. 8 (1): 1411. Bibcode:2017 НатКо ... 8.1411E. Дои:10.1038 / s41467-017-01049-7. ЧВК  5681665. PMID  29127279.
  31. ^ а б Кавакацу Т., Стюарт Т., Вальдес М., Брейкфилд Н., Шмитц Р.Дж., Нери Дж. Р. и др. (Апрель 2016 г.). «Уникальные клеточные паттерны метилирования ДНК в корневой меристеме». Природа Растения. 2 (5): 16058. Дои:10.1038 / nplants.2016.58. ЧВК  4855458. PMID  27243651.
  32. ^ Vu TM, Nakamura M, Calarco JP, Susaki D, Lim PQ, Kinoshita T. и др. (Июль 2013). «РНК-направленное метилирование ДНК регулирует родительский геномный импринтинг в нескольких локусах Arabidopsis». Разработка. 140 (14): 2953–60. Дои:10.1242 / dev.092981. ЧВК  3879202. PMID  23760956.
  33. ^ Уотерс А.Дж., Билински П., Эйхтен С.Р., Вон М.В., Росс-Ибарра Дж., Геринг М., Спрингер Н.М. (ноябрь 2013 г.). «Всесторонний анализ импринтированных генов кукурузы выявил аллельные вариации импринтинга и ограниченную сохранность с другими видами». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 110 (48): 19639–44. Bibcode:2013PNAS..11019639W. Дои:10.1073 / pnas.1309182110. ЧВК  3845156. PMID  24218619.
  34. ^ Пигнатта Д., Эрдманн Р.М., Шеер Э., Пикард К.Л., Белл Г.В., Геринг М. (июль 2014 г.). «Естественные эпигенетические полиморфизмы приводят к внутривидовым вариациям импринтинга гена Arabidopsis». eLife. 3: e03198. Дои:10.7554 / eLife.03198. ЧВК  4115658. PMID  24994762.
  35. ^ Клосинска М., Пикард К.Л., Геринг М. (сентябрь 2016 г.). «Консервированный импринтинг, связанный с уникальными эпигенетическими сигнатурами в роде Arabidopsis». Природа Растения. 2 (10): 16145. Дои:10.1038 / nplants.2016.145. ЧВК  5367468. PMID  27643534.
  36. ^ Hatorangan MR, Laenen B, Steige KA, Slotte T, Köhler C (август 2016 г.). «Быстрая эволюция геномного импринтинга у двух видов Brassicaceae». Растительная клетка. 28 (8): 1815–27. Дои:10.1105 / tpc.16.00304. ЧВК  5006707. PMID  27465027.
  37. ^ Эрдманн Р.М., Сатьяки П.Р., Клосинска М., Геринг М. (декабрь 2017 г.). «Путь малых РНК опосредует дозировку аллелей в эндосперме». Отчеты по ячейкам. 21 (12): 3364–3372. Дои:10.1016 / j.celrep.2017.11.078. PMID  29262317.
  38. ^ Satyaki PR, Gehring M (июль 2019 г.). «Отцовские гены канонического РНК-направленного пути метилирования ДНК повышают чувствительность эндосперма Arabidopsis к дозе отцовского генома». Растительная клетка. 31 (7): 1563–1578. Дои:10.1105 / тпк.19.00047. ЧВК  6635864. PMID  31064867.
  39. ^ Ивасаки М., Хювяринен Л., Пискуревич Ю., Лопес-Молина Л. (март 2019 г.). «Неканоническое РНК-направленное метилирование ДНК участвует в материнском и экологическом контроле покоя семян». eLife. 8. Дои:10.7554 / eLife.37434. ЧВК  6435323. PMID  30910007.
  40. ^ Cheng J, Niu Q, Zhang B, Chen K, Yang R, Zhu JK и др. (Декабрь 2018 г.). «Снижение регуляции RdDM во время созревания плодов клубники». Геномная биология. 19 (1): 212. Дои:10.1186 / s13059-018-1587-х. ЧВК  6280534. PMID  30514401.
  41. ^ Го Х, Ма З, Чжан З, Ченг Л., Чжан Икс, Ли Т. (2017). «Секвенирование малых РНК связывает физиологические изменения и процесс RdDM с переходом от вегетативного к цветочному у Apple». Границы растениеводства. 8: 873. Дои:10.3389 / fpls.2017.00873. ЧВК  5447065. PMID  28611800.
  42. ^ Fortes AM, Gallusci P (06.02.2017). "Стрессовые реакции растений и фенотипическая пластичность в эпоху эпигеномики: перспективы сценария виноградной лозы, модель для многолетних сельскохозяйственных культур". Границы растениеводства. 8: 82. Дои:10.3389 / fpls.2017.00082. ЧВК  5292615. PMID  28220131.
  43. ^ Кумар А., Беннетцен Дж. Л. (1999). «Растите ретротранспозоны». Ежегодный обзор генетики. 33: 479–532. Дои:10.1146 / annurev.genet.33.1.479. PMID  10690416.
  44. ^ Ито Х., Ким Дж. М., Мацунага В., Сазе Х., Мацуи А., Эндо Т. А. и др. (Март 2016 г.). «Стресс-активируемый транспозон арабидопсиса вызывает нечувствительность к абсцизовой кислоте из поколения в поколение». Научные отчеты. 6 (1): 23181. Bibcode:2016НатСР ... 623181И. Дои:10.1038 / srep23181. ЧВК  4791638. PMID  26976262.
  45. ^ Лю Дж, Фэн Л., Ли Дж, Хэ З (24 апреля 2015 г.). «Генетический и эпигенетический контроль тепловых реакций растений». Границы растениеводства. 6: 267. Дои:10.3389 / fpls.2015.00267. ЧВК  4408840. PMID  25964789.
  46. ^ Попова О.В., Dinh HQ, Aufsatz W, Jonak C (март 2013 г.). «Путь RdDM необходим для базовой термостойкости Arabidopsis». Молекулярный завод. 6 (2): 396–410. Дои:10.1093 / mp / sst023. ЧВК  3603006. PMID  23376771.
  47. ^ Трикер П.Дж., Гиббингс Дж. Г., Родригес Лопес С. М., Хэдли П., Уилкинсон М. Дж. (Июнь 2012 г.). «Низкая относительная влажность запускает РНК-направленное метилирование ДНК de novo и подавление генов, контролирующих развитие устьиц». Журнал экспериментальной ботаники. 63 (10): 3799–813. Дои:10.1093 / jxb / ers076. ЧВК  3733579. PMID  22442411.
  48. ^ Xu R, Wang Y, Zheng H, Lu W, Wu C, Huang J и др. (Сентябрь 2015 г.). «Индуцированный солью фактор транскрипции MYB74 регулируется путем РНК-направленного метилирования ДНК у Arabidopsis». Журнал экспериментальной ботаники. 66 (19): 5997–6008. Дои:10.1093 / jxb / erv312. ЧВК  4566987. PMID  26139822.
  49. ^ а б c d Wassenegger M, Heimes S, Riedel L, Sänger HL (февраль 1994 г.). «РНК-направленное метилирование de novo геномных последовательностей растений». Клетка. 76 (3): 567–76. Дои:10.1016/0092-8674(94)90119-8. PMID  8313476. S2CID  35858018.
  50. ^ а б c d Хуанг Дж, Ян М., Чжан Х (апрель 2016 г.). «Функция малых РНК в ответной реакции растений на биотический стресс». Журнал интегративной биологии растений. 58 (4): 312–27. Дои:10.1111 / jipb.12463. PMID  26748943.
  51. ^ Раджа П., Джекель Дж., Ли С., Херд И.М., Бисаро Д.М. (март 2014 г.). «Двухцепочечный связывающий РНК белок DRB3 арабидопсиса участвует в защите от геминивирусов, опосредованной метилированием». Журнал вирусологии. 88 (5): 2611–22. Дои:10.1128 / JVI.02305-13. ЧВК  3958096. PMID  24352449.
  52. ^ Джекель Дж. Н., Сторер Дж. М., Курси Т., Бисаро Д. М. (август 2016 г.). Саймон А. (ред.). «РНК-полимеразы IV и V арабидопсиса необходимы для установления метилирования H3K9, но не метилирования цитозина на хроматине геминивируса». Журнал вирусологии. 90 (16): 7529–7540. Дои:10.1128 / JVI.00656-16. ЧВК  4984644. PMID  27279611.
  53. ^ а б Диезма-Навас Л., Перес-Гонсалес А., Артаза Х., Алонсо Л., Каро Е., Ллав С., Руис-Феррер В. (октябрь 2019 г.). «Взаимосвязь между эпигенетическим молчанием и заражением вирусом табачной погремушки у Arabidopsis». Молекулярная патология растений. 20 (10): 1439–1452. Дои:10.1111 / mpp.12850. ЧВК  6792132. PMID  31274236.
  54. ^ Calil IP, Fontes EP (март 2017 г.). «Иммунитет растений против вирусов: в центре внимания противовирусные иммунные рецепторы». Анналы ботаники. 119 (5): 711–723. Дои:10.1093 / aob / mcw200. ЧВК  5604577. PMID  27780814.
  55. ^ а б c d е ж грамм час я Мацке М.А., Мошер Р.А. (июнь 2014 г.). «РНК-направленное метилирование ДНК: эпигенетический путь возрастающей сложности». Обзоры природы. Генетика. 15 (6): 394–408. Дои:10.1038 / nrg3683. PMID  24805120. S2CID  54489227.
  56. ^ Ван МБ, Масута С., Смит Н.А., Шимура Х. (октябрь 2012 г.). «Подавление РНК и вирусные болезни растений». Молекулярные взаимодействия растений и микробов. 25 (10): 1275–85. Дои:10.1094 / MPMI-04-12-0093-CR. PMID  22670757.
  57. ^ Ван И, Ву И, Гун Цюй, Исмаил А, Юань И, Лиан Б. и др. (Март 2019 г.). Саймон А.Е. (ред.). «Геминивирусный белок V2 подавляет молчание транскрипционных генов за счет взаимодействия с AGO4». Журнал вирусологии. 93 (6): e01675–18, /jvi/93/6/JVI.01675–18.atom. Дои:10.1128 / JVI.01675-18. ЧВК  6401443. PMID  30626668.
  58. ^ а б Доуэн Р.Х., Пелиццола М., Шмитц Р.Дж., Листер Р., Дауэн Дж.М., Нери Дж.Р. и др. (Август 2012 г.). «Широко распространенное динамическое метилирование ДНК в ответ на биотический стресс». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 109 (32): E2183-91. Дои:10.1073 / pnas.1209329109. ЧВК  3420206. PMID  22733782.
  59. ^ Лопес А., Рамирес В., Гарсия-Андраде Дж., Флорс В., Вера П. (декабрь 2011 г.). Pikaard CS (ред.). «Фермент, подавляющий РНК, РНК-полимераза v необходима для иммунитета растений». PLOS Genetics. 7 (12): e1002434. Дои:10.1371 / journal.pgen.1002434. ЧВК  3248562. PMID  22242006.
  60. ^ а б Rasmann S, De Vos M, Casteel CL, Tian D, Halitschke R, Sun JY, et al. (Февраль 2012 г.). «Травоядность предыдущего поколения придает растениям повышенную сопротивляемость насекомым». Физиология растений. 158 (2): 854–63. Дои:10.1104 / стр.111.187831. ЧВК  3271773. PMID  22209873.
  61. ^ Гольке Дж., Шольц С.Дж., Кнейц С., Вебер Д., Фукс Дж., Хедрих Р., Дикен Р. (07.02.2013). Макдауэлл JM (ред.). «Контроль экспрессии генов, опосредованный метилированием ДНК, имеет решающее значение для развития опухолей коронного желчи». PLOS Genetics. 9 (2): e1003267. Дои:10.1371 / journal.pgen.1003267. ЧВК  3567176. PMID  23408907.
  62. ^ Эспинас Н.А., Saze H, Saijo Y (11.08.2016). «Эпигенетический контроль защитных сигналов и прайминга у растений». Границы растениеводства. 7: 1201. Дои:10.3389 / fpls.2016.01201. ЧВК  4980392. PMID  27563304.
  63. ^ Ауфсац В., Метте М.Ф., ван дер Винден Дж., Мацке А.Дж., Мацке М. (декабрь 2002 г.). «РНК-направленное метилирование ДНК у Arabidopsis». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 99 Дополнение 4 (Дополнение 4): 16499–506. Bibcode:2002PNAS ... 9916499A. Дои:10.1073 / pnas.162371499. ЧВК  139914. PMID  12169664.
  64. ^ а б Мацке М.А., Примиг М., Трновский Дж., Мацке А.Дж. (март 1989 г.). «Обратимое метилирование и инактивация маркерных генов в последовательно трансформированных растениях табака». Журнал EMBO. 8 (3): 643–9. Дои:10.1002 / j.1460-2075.1989.tb03421.x. ЧВК  400855. PMID  16453872.
  65. ^ Гуцат Р., Миттельстен Шайд О. (ноябрь 2012 г.). «Эпигенетические реакции на стресс: тройная защита?». Текущее мнение в области биологии растений. 15 (5): 568–73. Дои:10.1016 / j.pbi.2012.08.007. ЧВК  3508409. PMID  22960026.
  66. ^ Бойко А., Ковальчук И. (август 2010). Шиу SH (ред.). «Трансгендерный ответ на стресс у Arabidopsis thaliana». Сигнализация и поведение растений. 5 (8): 995–8. Дои:10.4161 / psb.5.8.12227. ЧВК  3115178. PMID  20724818.
  67. ^ Мермигка Г., Веррет Ф., Калантидис К. (апрель 2016 г.). «Движение подавления РНК в растениях». Журнал интегративной биологии растений. 58 (4): 328–42. Дои:10.1111 / jipb.12423. PMID  26297506.
  68. ^ Льюси М.Г., Хардкасл Т.Дж., Мельник К.В., Мольнар А., Валли А., Урих М.А. и др. (Февраль 2016). «Мобильные малые РНК регулируют метилирование ДНК по всему геному». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 113 (6): E801-10. Bibcode:2016PNAS..113E.801L. Дои:10.1073 / pnas.1515072113. ЧВК  4760824. PMID  26787884.
  69. ^ а б Тамиру М., Хардкасл Т.Дж., Льюси М.Г. (январь 2018 г.). «Регулирование метилирования ДНК по всему геному с помощью мобильных малых РНК». Новый Фитолог. 217 (2): 540–546. Дои:10.1111 / nph.14874. PMID  29105762.
  70. ^ а б c Мольнар А., Мельник К. В., Бассет А., Хардкасл Т. Дж., Данн Р., Баулкомб, округ Колумбия (май 2010 г.). «Малые сайленсирующие РНК в растениях являются мобильной и прямой эпигенетической модификацией в реципиентных клетках». Наука. 328 (5980): 872–5. Bibcode:2010Sci ... 328..872M. Дои:10.1126 / science.1187959. PMID  20413459. S2CID  206525853.
  71. ^ Бай С., Касаи А., Ямада К., Ли Т., Харада Т. (август 2011 г.). «Мобильный сигнал, переносимый на большие расстояния, вызывает системное молчание транскрипционных генов у привитого партнера». Журнал экспериментальной ботаники. 62 (13): 4561–70. Дои:10.1093 / jxb / err163. ЧВК  3170550. PMID  21652532.
  72. ^ Zhang W, Kollwig G, Stecyk E, Apelt F, Dirks R, Kragler F (октябрь 2014 г.). «Передвижение трансплантата индуцированных инвертированных повторов сигналов миРНК в цветы». Журнал растений. 80 (1): 106–21. Дои:10.1111 / tpj.12622. PMID  25039964.
  73. ^ Родитель Х.С., Мартинес де Альба А.Е., Вошерет Х. (2012). «Происхождение и влияние передачи сигналов малой РНК в растениях». Границы растениеводства. 3: 179. Дои:10.3389 / fpls.2012.00179. ЧВК  3414853. PMID  22908024.
  74. ^ а б Страуд Х, До Т, Ду Дж, Чжун Х, Фенг С., Джонсон Л. и др. (Январь 2014). «Паттерны метилирования без CG формируют эпигенетический ландшафт у Arabidopsis». Структурная и молекулярная биология природы. 21 (1): 64–72. Дои:10.1038 / nsmb.2735. ЧВК  4103798. PMID  24336224.
  75. ^ а б Бьюик А.Дж., Нидерхут С.Е., Джи Л., Рор Н.А., Гриффин П.Т., Либенс-Мак Дж., Шмитц Р.Дж. (май 2017 г.). «Эволюция ХРОМЕТИЛАЗ и метилирование ДНК тела генов у растений». Геномная биология. 18 (1): 65. Дои:10.1186 / s13059-017-1195-1. ЧВК  5410703. PMID  28457232.
  76. ^ Бартельс А., Хан К., Наир П., Стейси Л., Гайнье Х., Мосли М. и др. (Июль 2018). «Динамическое метилирование ДНК в росте и развитии растений». Международный журнал молекулярных наук. 19 (7): 2144. Дои:10.3390 / ijms19072144. ЧВК  6073778. PMID  30041459.
  77. ^ Wendte JM, Schmitz RJ (март 2018 г.). «Спецификации нацеливания на модификации гетерохроматина в растениях». Молекулярный завод. 11 (3): 381–387. Дои:10.1016 / j.molp.2017.10.002. PMID  29032247.
  78. ^ Law JA, Jacobsen SE (март 2010 г.). «Установление, поддержание и изменение паттернов метилирования ДНК у растений и животных». Обзоры природы. Генетика. 11 (3): 204–20. Дои:10.1038 / nrg2719. ЧВК  3034103. PMID  20142834.
  79. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п Куэрда-Гиль Д., Слоткин Р.К. (ноябрь 2016 г.). «Неканоническое РНК-направленное метилирование ДНК». Природа Растения. 2 (11): 16163. Дои:10.1038 / nplants.2016.163. PMID  27808230. S2CID  4248951.
  80. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м Мацке М.А., Канно Т, Мацке А.Дж. (2015). «РНК-направленное метилирование ДНК: эволюция сложного эпигенетического пути у цветущих растений». Ежегодный обзор биологии растений. 66: 243–67. Дои:10.1146 / annurev-arplant-043014-114633. PMID  25494460.
  81. ^ а б c d Wendte JM, Pikaard CS (январь 2017 г.). «РНК РНК-направленного метилирования ДНК». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - механизмы регуляции генов. 1860 (1): 140–148. Дои:10.1016 / j.bbagrm.2016.08.004. ЧВК  5203809. PMID  27521981.
  82. ^ Чжай Дж., Бишоф С., Ван Х, Фэн С., Ли Т.Ф., Тэн С. и др. (Октябрь 2015 г.). "Модель одного предшественника одной siRNA для Pol IV-зависимого биогенеза siRNA". Клетка. 163 (2): 445–55. Дои:10.1016 / j.cell.2015.09.032. ЧВК  5023148. PMID  26451488.
  83. ^ а б c Блевинс Т., Подичети Р., Мишра В., Мараско М., Ван Дж., Руш Д. и др. (Октябрь 2015 г.). «Идентификация Pol IV и RDR2-зависимых предшественников миРНК из 24 нуклеотидов, определяющих метилирование ДНК de novo у Arabidopsis». eLife. 4: e09591. Дои:10.7554 / eLife.09591. ЧВК  4716838. PMID  26430765.
  84. ^ а б Сингх Дж., Мишра В., Ван Ф., Хуанг Х.Й., Пикард С.С. (август 2019 г.). «Реакционные механизмы формирования каналов Pol IV, RDR2 и DCL3 управляющей РНК в siRNA-направленном пути метилирования ДНК». Молекулярная клетка. 75 (3): 576–589.e5. Дои:10.1016 / j.molcel.2019.07.008. ЧВК  6698059. PMID  31398324.
  85. ^ Панда К., Джи Л., Нойман Д.А., Дарон Дж., Шмитц Р.Дж., Слоткин Р.К. (август 2016 г.). «Полноразмерные автономные мобильные элементы преимущественно нацелены на зависимые от экспрессии формы РНК-направленного метилирования ДНК». Геномная биология. 17 (1): 170. Дои:10.1186 / s13059-016-1032-у. ЧВК  4977677. PMID  27506905.
  86. ^ Чжан З, Лю X, Го X, Ван XJ, Чжан X (апрель 2016 г.). «Arabidopsis AGO3 преимущественно рекрутирует 24-нуклеотидные малые РНК для регулирования эпигенетического молчания». Природа Растения. 2 (5): 16049. Дои:10.1038 / nplants.2016.49. PMID  27243648. S2CID  8933827.
  87. ^ Meister G (июль 2013 г.). «Белки Argonaute: функциональные идеи и новые роли». Обзоры природы. Генетика. 14 (7): 447–59. Дои:10.1038 / nrg3462. PMID  23732335. S2CID  5210500.
  88. ^ а б c Wierzbicki AT, Haag JR, Pikaard CS (ноябрь 2008 г.). «Некодирующая транскрипция с помощью РНК-полимеразы Pol IVb / Pol V опосредует подавление транскрипции перекрывающихся и соседних генов». Клетка. 135 (4): 635–48. Дои:10.1016 / j.cell.2008.09.035. ЧВК  2602798. PMID  19013275.
  89. ^ Цао X, Якобсен С.Е. (июль 2002 г.). «Роль метилтрансфераз DRM арабидопсиса в метилировании ДНК de novo и сайленсинге генов». Текущая биология. 12 (13): 1138–44. Дои:10.1016 / s0960-9822 (02) 00925-9. PMID  12121623. S2CID  15695949.
  90. ^ а б c Гальего-Бартоломе Дж., Лю В., Куо PH, Фэн С., Гошал Б., Гардинер Дж. И др. (Февраль 2019). «Совместное нацеливание РНК-полимераз IV и V способствует эффективному метилированию ДНК De Novo у Arabidopsis». Клетка. 176 (5): 1068–1082.e19. Дои:10.1016 / j.cell.2019.01.029. ЧВК  6386582. PMID  30739798.
  91. ^ а б Воиннет О (июль 2008 г.). «Использование, толерантность и недопущение молчания амплифицированной РНК растениями». Тенденции в растениеводстве. 13 (7): 317–28. Дои:10.1016 / j.tplants.2008.05.004. PMID  18565786.
  92. ^ а б Понтье Д., Пикар С., Рудье Ф., Гарсия Д., Лами С., Азеведо Дж. И др. (Октябрь 2012 г.). «NERD, специфический для растений белок GW, определяет дополнительный РНКи-зависимый путь на основе хроматина у Arabidopsis». Молекулярная клетка. 48 (1): 121–32. Дои:10.1016 / j.molcel.2012.07.027. PMID  22940247.
  93. ^ а б c d Хааг-младший, Пикард С.С. (июль 2011 г.). «Многосубъединичные РНК-полимеразы IV и V: поставщики некодирующих РНК для сайленсинга генов растений». Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология. 12 (8): 483–92. Дои:10.1038 / nrm3152. PMID  21779025. S2CID  9970159.
  94. ^ а б c Чжоу М., Закон JA (октябрь 2015 г.). «РНК Pol IV и V в сайленсинге генов: полимеразы Rebel, отклоняющиеся от правил Pol II». Текущее мнение в области биологии растений. 27: 154–64. Дои:10.1016 / j.pbi.2015.07.005. ЧВК  4618083. PMID  26344361.
  95. ^ а б Лахми С., Понтье Д., Бис-Этев Н., Лаудье М., Фенг С., Джобет Е. и др. (Декабрь 2016 г.). «Доказательства взаимодействий ARGONAUTE4-ДНК в РНК-направленном метилировании ДНК в растениях». Гены и развитие. 30 (23): 2565–2570. Дои:10.1101 / gad.289553.116. ЧВК  5204349. PMID  27986858.
  96. ^ а б c d Хендерсон И.Р., Чжан X, Лу К., Джонсон Л., Мейерс BC, Грин П.Дж., Якобсен С.Е. (июнь 2006 г.). «Рассекающая функция DICER Arabidopsis thaliana в процессинге малых РНК, сайленсинге генов и формировании паттерна метилирования ДНК». Природа Генетика. 38 (6): 721–5. Дои:10,1038 / ng1804. PMID  16699516. S2CID  10261689.
  97. ^ а б c d е Болонья НГ, Воиннет О (2014). «Разнообразие, биогенез и активность эндогенных сайленсирующих малых РНК у Arabidopsis». Ежегодный обзор биологии растений. 65: 473–503. Дои:10.1146 / annurev-arplant-050213-035728. PMID  24579988.
  98. ^ Ван Дж, Мэй Дж, Рен Джи (2019). «Растительные микроРНК: биогенез, гомеостаз и деградация». Границы растениеводства. 10: 360. Дои:10.3389 / fpls.2019.00360. ЧВК  6445950. PMID  30972093.
  99. ^ а б c d е ж грамм час я j Страуд Х., Гринберг М.В., Фенг С., Бернатавичуте Ю.В., Якобсен С.Е. (январь 2013 г.). «Комплексный анализ сайленсирующих мутантов показывает сложную регуляцию метилома Arabidopsis». Клетка. 152 (1–2): 352–64. Дои:10.1016 / j.cell.2012.10.054. ЧВК  3597350. PMID  23313553.
  100. ^ а б c d Фанг X, Ци Y (февраль 2016 г.). "RNAi в растениях: взгляд, ориентированный на аргонавтов". Растительная клетка. 28 (2): 272–85. Дои:10.1105 / tpc.15.00920. ЧВК  4790879. PMID  26869699.
  101. ^ Eun C, Lorkovic ZJ, Naumann U, Long Q, Havecker ER, Simon SA и др. (2011). «Функции AGO6 в РНК-опосредованном подавлении транскрипционных генов в меристемах побегов и корней у Arabidopsis thaliana». PLOS ONE. 6 (10): e25730. Bibcode:2011PLoSO ... 625730E. Дои:10.1371 / journal.pone.0025730. ЧВК  3187791. PMID  21998686.
  102. ^ Дуран-Фигероа Н., Вьель-Кальсада, JP (ноябрь 2010 г.). «ARGONAUTE9-зависимое молчание мобильных элементов в перицентромерных областях Arabidopsis». Сигнализация и поведение растений. 5 (11): 1476–9. Дои:10.4161 / psb.5.11.13548. ЧВК  3115260. PMID  21057207.
  103. ^ Цао X, Ауфсац В., Зильберман Д., Метте М.Ф., Хуанг М.С., Мацке М., Якобсен С.Е. (декабрь 2003 г.). «Роль метилтрансфераз DRM и CMT3 в РНК-направленном метилировании ДНК». Текущая биология. 13 (24): 2212–7. Дои:10.1016 / j.cub.2003.11.052. PMID  14680640. S2CID  8232599.
  104. ^ Закон JA, Вашишт AA, Wohlschlegel JA, Jacobsen SE (июль 2011 г.). «SHH1, гомеодоменный белок, необходимый для метилирования ДНК, а также факторы ремоделирования RDR2, RDM4 и хроматина, связываются с РНК-полимеразой IV». PLOS Genetics. 7 (7): e1002195. Дои:10.1371 / journal.pgen.1002195. ЧВК  3141008. PMID  21811420.
  105. ^ Zhang H, Ma ZY, Zeng L, Tanaka K, Zhang CJ, Ma J и др. (Май 2013). «DTF1 является основным компонентом РНК-направленного метилирования ДНК и может способствовать привлечению Pol IV». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 110 (20): 8290–5. Bibcode:2013PNAS..110.8290Z. Дои:10.1073 / pnas.1300585110. ЧВК  3657815. PMID  23637343.
  106. ^ а б Law JA, Du J, Hale CJ, Feng S, Krajewski K, Palanca AM и др. (Июнь 2013). «Для занятия участков РНК-направленного метилирования ДНК полимеразой IV необходим SHH1». Природа. 498 (7454): 385–9. Bibcode:2013Натура.498..385л. Дои:10.1038 / природа12178. ЧВК  4119789. PMID  23636332.
  107. ^ а б c Чжоу М., Паланка А.М., Закон JA (июнь 2018 г.). "Локус-специфический контроль пути метилирования ДНК de novo у Arabidopsis семейством CLASSY". Природа Генетика. 50 (6): 865–873. Дои:10.1038 / с41588-018-0115-у. ЧВК  6317521. PMID  29736015.
  108. ^ а б Ян Д.Л., Чжан Дж., Ван Л., Ли Дж., Сюй Д., Ди С. и др. (2018). «Четыре предполагаемых ремоделера хроматина SWI2 / SNF2 играют двойную роль в регуляции метилирования ДНК у Arabidopsis». Cell Discovery. 4: 55. Дои:10.1038 / s41421-018-0056-8. ЧВК  6189096. PMID  30345072.
  109. ^ Джи Л., Чен Икс (апрель 2012 г.). «Регулирование стабильности малых РНК: метилирование и не только». Клеточные исследования. 22 (4): 624–36. Дои:10.1038 / cr.2012.36. ЧВК  3317568. PMID  22410795.
  110. ^ а б c d Лю З.В., Шао Ч.Р., Чжан С.Дж., Чжоу Дж.Х., Чжан С.В., Ли Л. и др. (Январь 2014). «Белки домена SET SUVH2 и SUVH9 необходимы для занятия Pol V в локусах РНК-направленного метилирования ДНК». PLOS Genetics. 10 (1): e1003948. Дои:10.1371 / journal.pgen.1003948. ЧВК  3898904. PMID  24465213.
  111. ^ Вежбицкий А.Т., Реам Т.С., Хааг-младший, Пикард С.С. (май 2009 г.). «Транскрипция РНК-полимеразы V направляет ARGONAUTE4 к хроматину». Природа Генетика. 41 (5): 630–4. Дои:10,1038 / нг.365. ЧВК  2674513. PMID  19377477.
  112. ^ Чжун X, Хейл CJ, Law JA, Johnson LM, Feng S, Tu A, Jacobsen SE (сентябрь 2012 г.). «Комплекс DDR способствует глобальной ассоциации РНК-полимеразы V с промоторами и эволюционно молодыми транспозонами». Структурная и молекулярная биология природы. 19 (9): 870–5. Дои:10.1038 / nsmb.2354. ЧВК  3443314. PMID  22864289.
  113. ^ Пикард С.С., Хааг Дж. Р., Понтес О. М., Блевинс Т., Коклин Р. (2012). «Модель транскрипционной вилки для Pol IV и Pol V-зависимого РНК-направленного метилирования ДНК». Симпозиумы Колд-Спринг-Харбор по количественной биологии. 77: 205–12. Дои:10.1101 / sqb.2013.77.014803. PMID  23567894.
  114. ^ He XJ, Hsu YF, Zhu S, Wierzbicki AT, Pontes O, Pikaard CS и др. (Май 2009 г.). «Эффектором РНК-направленного метилирования ДНК у арабидопсиса является ARGONAUTE 4- и РНК-связывающий белок». Клетка. 137 (3): 498–508. Дои:10.1016 / j.cell.2009.04.028. ЧВК  2700824. PMID  19410546.
  115. ^ Лю В., Даттке С.Х., Хетцель Дж., Грот М., Фэн С., Гальего-Бартоломе Дж. И др. (Март 2018 г.). «РНК-направленное метилирование ДНК включает котранскрипционный управляемый малой РНК срез транскриптов полимеразы V у Arabidopsis». Природа Растения. 4 (3): 181–188. Дои:10.1038 / с41477-017-0100-у. ЧВК  5832601. PMID  29379150.
  116. ^ а б Чжу Й., Роули М.Дж., Бёмдорфер Г., Вежбицкий А.Т. (январь 2013 г.). «Комплекс SWI / SNF, ремоделирующий хроматин, действует в некодирующем РНК-опосредованном подавлении транскрипции». Молекулярная клетка. 49 (2): 298–309. Дои:10.1016 / j.molcel.2012.11.011. ЧВК  3560041. PMID  23246435.
  117. ^ Осин И., Моклер Т.С., Чори Дж., Якобсен С.Е. (декабрь 2009 г.). «IDN1 и IDN2 необходимы для метилирования ДНК de novo у Arabidopsis thaliana». Структурная и молекулярная биология природы. 16 (12): 1325–7. Дои:10.1038 / nsmb.1690. ЧВК  2842998. PMID  19915591.
  118. ^ Се М., Рен Г, Чжан Ц., Ю Б (ноябрь 2012 г.). «ДНК- и РНК-связывающий белок ФАКТОР МЕТИЛИРОВАНИЯ ДНК 1 требует образования комплекса, опосредованного доменом XH, для его функции в РНК-направленном метилировании ДНК». Журнал растений. 72 (3): 491–500. Дои:10.1111 / j.1365-313X.2012.05092.x. PMID  22757778.
  119. ^ Jullien PE, Susaki D, Yelagandula R, Higashiyama T, Berger F (октябрь 2012 г.). «Динамика метилирования ДНК при половом размножении у Arabidopsis thaliana». Текущая биология. 22 (19): 1825–30. Дои:10.1016 / j.cub.2012.07.061. PMID  22940470. S2CID  18586419.
  120. ^ а б c d Блевинс Т., Понтвианн Ф., Коклин Р., Подичети Р., Чандрасекхара С., Ернени С. и др. (Апрель 2014 г.). «Двухэтапный процесс эпигенетического наследования у Arabidopsis». Молекулярная клетка. 54 (1): 30–42. Дои:10.1016 / j.molcel.2014.02.019. ЧВК  3988221. PMID  24657166.
  121. ^ Петерс А.Х., Кубичек С., Мехтлер К., О'Салливан Р.Дж., Дерик А.А., Перес-Бургос Л. и др. (Декабрь 2003 г.). «Разделение и пластичность репрессивных состояний метилирования гистонов в хроматине млекопитающих». Молекулярная клетка. 12 (6): 1577–89. Дои:10.1016 / с1097-2765 (03) 00477-5. PMID  14690609.
  122. ^ Джексон Дж. П., Джонсон Л., Ясенчакова З., Чжан Х, Перес Бургос Л., Сингх П. Б. и др. (Март 2004 г.). «Диметилирование гистона H3 лизина 9 является критической меткой для метилирования ДНК и сайленсинга генов у Arabidopsis thaliana». Хромосома. 112 (6): 308–15. Дои:10.1007 / s00412-004-0275-7. PMID  15014946. S2CID  17798608.
  123. ^ а б c Du J, Johnson LM, Jacobsen SE, Patel DJ (сентябрь 2015 г.). «Пути метилирования ДНК и их пересечение с метилированием гистонов». Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология. 16 (9): 519–32. Дои:10.1038 / nrm4043. ЧВК  4672940. PMID  26296162.
  124. ^ Ли X, Харрис CJ, Чжун З., Чен В., Лю Р., Цзя Б. и др. (Сентябрь 2018 г.). «Механистическое понимание метилтрансфераз H3K9 семейства SUVH растений и их связывания с контекстно-зависимым метилированием ДНК без CG». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 115 (37): E8793 – E8802. Дои:10.1073 / pnas.1809841115. ЧВК  6140468. PMID  30150382.
  125. ^ Du J, Zhong X, Bernatavichute YV, Stroud H, Feng S, Caro E, et al. (Сентябрь 2012 г.). «Двойное связывание доменов хромометилазы с нуклеосомами, содержащими H3K9me2, направляет метилирование ДНК в растениях». Клетка. 151 (1): 167–80. Дои:10.1016 / j.cell.2012.07.034. ЧВК  3471781. PMID  23021223.
  126. ^ а б Lachner M, O'Carroll D, Rea S, Mechtler K, Jenuwein T (март 2001 г.). «Метилирование гистона H3 лизином 9 создает сайт связывания для белков HP1». Природа. 410 (6824): 116–20. Bibcode:2001 Натур.410..116л. Дои:10.1038/35065132. PMID  11242053. S2CID  4331863.
  127. ^ Mylne JS, Barrett L, Tessadori F, Mesnage S, Johnson L, Bernatavichute YV и др. (Март 2006 г.). «LHP1, гомолог HETEROCHROMATIN PROTEIN1 Arabidopsis, необходим для эпигенетического подавления FLC». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 103 (13): 5012–7. Bibcode:2006ПНАС..103.5012М. Дои:10.1073 / pnas.0507427103. ЧВК  1458786. PMID  16549797.
  128. ^ Zhao S, Cheng L, Gao Y, Zhang B, Zheng X, Wang L и др. (Январь 2019). «Растительный белок HP1 ADCP1 связывает считывание многовалентного метилирования H3K9 с образованием гетерохроматина». Клеточные исследования. 29 (1): 54–66. Дои:10.1038 / s41422-018-0104-9. ЧВК  6318295. PMID  30425322.
  129. ^ Klemm SL, Shipony Z, Greenleaf WJ (апрель 2019 г.). «Доступность хроматина и регуляторный эпигеном». Обзоры природы. Генетика. 20 (4): 207–220. Дои:10.1038 / s41576-018-0089-8. PMID  30675018. S2CID  59159906.
  130. ^ Вонгс А., Какутани Т., Мартиенсен Р.А., Ричардс Э.Дж. (июнь 1993 г.). «Мутанты по метилированию ДНК Arabidopsis thaliana». Наука. 260 (5116): 1926–8. Bibcode:1993Наука ... 260.1926V. Дои:10.1126 / science.8316832. PMID  8316832.
  131. ^ а б Джеддело Дж. А., Стокс Т. Л., Ричардс Э. Дж. (Май 1999 г.). «Для поддержания геномного метилирования необходим белок, подобный SWI2 / SNF2». Природа Генетика. 22 (1): 94–7. Дои:10.1038/8803. PMID  10319870. S2CID  20199014.
  132. ^ Канкель М.В., Рэмси Д.Е., Стокс Т.Л., Флауэрс С.К., Хааг Дж. Р., Джеддело Дж. А. и др. (Март 2003 г.). «Мутанты цитозинметилтрансферазы Arabidopsis MET1». Генетика. 163 (3): 1109–22. ЧВК  1462485. PMID  12663548.
  133. ^ Джонс Л., Рэтклифф Ф., Баулкомб, округ Колумбия (май 2001 г.). «РНК-направленное подавление транскрипционного гена у растений может быть унаследовано независимо от триггера РНК и требует Met1 для поддержания». Текущая биология. 11 (10): 747–57. Дои:10.1016 / s0960-9822 (01) 00226-3. PMID  11378384. S2CID  16789197.
  134. ^ Чан С.В., Хендерсон И.Р., Якобсен С.Е. (май 2005 г.). «Садоводство генома: метилирование ДНК в Arabidopsis thaliana». Обзоры природы. Генетика. 6 (5): 351–60. Дои:10.1038 / nrg1601. PMID  15861207. S2CID  20083628.
  135. ^ Ли И, Кумар С., Цянь В. (январь 2018 г.). «Активное деметилирование ДНК: механизм и роль в развитии растений». Отчеты о растительных клетках. 37 (1): 77–85. Дои:10.1007 / s00299-017-2215-z. ЧВК  5758694. PMID  29026973.
  136. ^ Чой Ю., Геринг М., Джонсон Л., Хэннон М., Харада Дж. Дж., Голдберг Р. Б. и др. (Июль 2002 г.). «DEMETER, белок домена гликозилазы ДНК, необходим для импринтинга гена эндосперма и жизнеспособности семян арабидопсиса». Клетка. 110 (1): 33–42. Дои:10.1016 / s0092-8674 (02) 00807-3. PMID  12150995. S2CID  14828646.
  137. ^ Чжу Дж., Капур А., Шридхар В. В., Агиус Ф., Чжу Дж. К. (январь 2007 г.). «ДНК-гликозилаза / лиаза ROS1 действует в сокращении паттернов метилирования ДНК у Arabidopsis». Текущая биология. 17 (1): 54–9. Дои:10.1016 / j.cub.2006.10.059. PMID  17208187. S2CID  3955783.
  138. ^ Уильямс Б.П., Геринг М. (декабрь 2017 г.). «Для стабильного трансгенеративного эпигенетического наследования требуется цепь, определяющая метилирование ДНК». Nature Communications. 8 (1): 2124. Bibcode:2017 НатКо ... 8,2124 Вт. Дои:10.1038 / s41467-017-02219-3. ЧВК  5730562. PMID  29242626.
  139. ^ Ван Дж., Блевинс Т., Подичети Р., Хааг Дж. Р., Тан Э. Х., Ван Ф., Пикард С.С. (август 2017 г.). «Arabidopsis SMC4 идентифицирует конденсин как корепрессор перицентромерных транспозонов и условно экспрессируемых генов». Гены и развитие. 31 (15): 1601–1614. Дои:10.1101 / gad.301499.117. ЧВК  5630024. PMID  28882854.
  140. ^ Córdoba-Cañero D, Cognat V, Ariza RR, Roldán Arjona T, Molinier J (декабрь 2017 г.). «Двойной контроль активного деметилирования ДНК, опосредованного ROS1, с помощью белка 2, связывающего повреждения ДНК (DDB2)». Журнал растений. 92 (6): 1170–1181. Дои:10.1111 / tpj.13753. PMID  29078035. S2CID  37919309.
  141. ^ а б c d Ream TS, Haag JR, Wierzbicki AT, Nicora CD, Norbeck AD, Zhu JK и др. (Январь 2009 г.). «Субъединичные композиции ферментов, подавляющих РНК, Pol IV и Pol V, обнаруживают свое происхождение как специализированные формы РНК-полимеразы II». Молекулярная клетка. 33 (2): 192–203. Дои:10.1016 / j.molcel.2008.12.015. ЧВК  2946823. PMID  19110459.
  142. ^ а б c Хуанг Ю., Кендалл Т., Форсайт Э.С., Дорантес-Акоста А., Ли С., Кабальеро-Перес Дж. И др. (Июль 2015 г.). "Древнее происхождение и недавние инновации РНК-полимеразы IV и V". Молекулярная биология и эволюция. 32 (7): 1788–99. Дои:10.1093 / molbev / msv060. ЧВК  4476159. PMID  25767205.
  143. ^ Такер С.Л., Рис Дж., Реам Т.С., Пикард С.С. (2010). «Эволюционная история растительных мультисубъединичных РНК-полимераз IV и V: происхождение субъединиц посредством полногеномных и сегментарных дупликаций генов, ретротранспозиции и клоноспецифической субфункционализации». Симпозиумы Колд-Спринг-Харбор по количественной биологии. 75: 285–97. Дои:10.1101 / sqb.2010.75.037. PMID  21447813.
  144. ^ Луо Дж., Зал BD (январь 2007 г.). «Многоступенчатый процесс привел к появлению РНК-полимеразы IV наземных растений». Журнал молекулярной эволюции. 64 (1): 101–12. Bibcode:2007JMolE..64..101L. Дои:10.1007 / s00239-006-0093-z. PMID  17160640. S2CID  37590716.
  145. ^ а б Хааг Дж. Р., Брауэр-Толанд Б., Кригер Е. К., Сидоренко Л., Никора С. Д., Норбек А. Д. и др. (Октябрь 2014 г.). «Функциональная диверсификация подтипов IV и V РНК-полимеразы кукурузы с помощью альтернативных каталитических субъединиц». Отчеты по ячейкам. 9 (1): 378–390. Дои:10.1016 / j.celrep.2014.08.067. ЧВК  4196699. PMID  25284785.
  146. ^ Ма Л., Хатлен А., Келли Л.Дж., Бехер Х., Ван В., Коварик А. и др. (Сентябрь 2015 г.). «Покрытосеменные уникальны среди родословных наземных растений в плане наличия ключевых генов в пути РНК-направленного метилирования ДНК (RdDM)». Геномная биология и эволюция. 7 (9): 2648–62. Дои:10.1093 / gbe / evv171. ЧВК  4607528. PMID  26338185.
  147. ^ Яари Р., Кац А., Домб К., Харрис К. Д., Земах А., Охад Н. (апрель 2019 г.). "RdDM-независимое de novo и метилирование гетерохроматиновой ДНК ортологами CMT и DNMT3 растений". Nature Communications. 10 (1): 1613. Bibcode:2019NatCo..10.1613Y. Дои:10.1038 / s41467-019-09496-0. ЧВК  6453930. PMID  30962443.
  148. ^ а б Моран Ю., Агрон М., Праэр Д., Технау Ю. (февраль 2017 г.). «Эволюционное происхождение микроРНК растений и животных». Природа Экология и эволюция. 1 (3): 27. Дои:10.1038 / s41559-016-0027. ЧВК  5435108. PMID  28529980.
  149. ^ Castel SE, Martienssen RA (февраль 2013 г.). «РНК-интерференция в ядре: роли малых РНК в транскрипции, эпигенетике и не только». Обзоры природы. Генетика. 14 (2): 100–12. Дои:10.1038 / nrg3355. ЧВК  4205957. PMID  23329111.
  150. ^ Volpe TA, Kidner C, Hall IM, Teng G, Grewal SI, Martienssen RA (сентябрь 2002 г.). «Регулирование гетерохроматического сайленсинга и метилирования гистона H3 лизина-9 с помощью РНКи». Наука. 297 (5588): 1833–7. Bibcode:2002Sci ... 297.1833V. Дои:10.1126 / science.1074973. PMID  12193640. S2CID  2613813.
  151. ^ Бюлер М., Вердел А., Моазед Д. (июнь 2006 г.). «Привязка RITS к зарождающемуся транскрипту инициирует РНК- и гетерохроматин-зависимое молчание гена». Клетка. 125 (5): 873–86. Дои:10.1016 / j.cell.2006.04.025. PMID  16751098. S2CID  2938057.
  152. ^ Заратиеги М., Кастель С.Е., Ирвин Д.В., Клок А., Рен Дж., Ли Ф. и др. (Октябрь 2011 г.). «РНКи способствует гетерохроматическому молчанию посредством связанного с репликацией высвобождения РНК Pol II». Природа. 479 (7371): 135–8. Bibcode:2011Натура.479..135Z. Дои:10.1038 / природа10501. ЧВК  3391703. PMID  22002604.
  153. ^ Fagard M, Vaucheret H (июнь 2000 г.). "(TRANS) ГЕНОВАЯ ТИШИНА В РАСТЕНИЯХ: Сколько механизмов?". Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений. 51: 167–194. Дои:10.1146 / annurev.arplant.51.1.167. PMID  15012190.
  154. ^ Napoli C, Lemieux C, Jorgensen R (апрель 1990 г.). «Введение химерного гена халкон-синтазы в петунию приводит к обратимой совместной супрессии гомологичных генов в транс». Растительная клетка. 2 (4): 279–289. Дои:10.1105 / tpc.2.4.279. ЧВК  159885. PMID  12354959.
  155. ^ ван дер Крол А. Р., Мур Л. А., Белд М., Мол Дж. Н., Стуитье А. Р. (апрель 1990 г.). «Флавоноидные гены в петунии: добавление ограниченного числа копий гена может привести к подавлению экспрессии генов». Растительная клетка. 2 (4): 291–9. Дои:10.1105 / tpc.2.4.291. ЧВК  159886. PMID  2152117.
  156. ^ Депикер А., Монтегю М.В. (июнь 1997 г.). «Пост-транскрипционное молчание генов в растениях». Текущее мнение в области клеточной биологии. 9 (3): 373–82. Дои:10.1016 / s0955-0674 (97) 80010-5. PMID  9159078.
  157. ^ Ассаад Ф.Ф., Такер К.Л., подписывающее лицо ER (сентябрь 1993 г.). «Эпигенетическое повторение индуцированного сайленсинга генов (RIGS) у Arabidopsis». Молекулярная биология растений. 22 (6): 1067–85. Дои:10.1007 / BF00028978. PMID  8400126. S2CID  26576784.
  158. ^ Ingelbrecht I, Van Houdt H, Van Montagu M, Depicker A (октябрь 1994 г.). «Посттранскрипционное молчание репортерных трансгенов в табаке коррелирует с метилированием ДНК». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 91 (22): 10502–6. Bibcode:1994PNAS ... 9110502I. Дои:10.1073 / пнас.91.22.10502. ЧВК  45049. PMID  7937983.
  159. ^ Мейер П., Хайдманн I (май 1994 г.). «Эпигенетические варианты трансгенной линии петунии демонстрируют гиперметилирование трансгенной ДНК: указание на специфическое распознавание чужеродной ДНК в трансгенных растениях». Молекулярная и общая генетика. 243 (4): 390–9. Дои:10.1007 / BF00280469. PMID  8202084. S2CID  10429039.
  160. ^ Гринберг М.В., Осин И., Чан С.В., Кокус С.Дж., Куперус Дж.Т., Фенг С. и др. (Март 2011 г.). «Идентификация генов, необходимых для метилирования ДНК de novo у Arabidopsis». Эпигенетика. 6 (3): 344–54. Дои:10.4161 / epi.6.3.14242. ЧВК  3092683. PMID  21150311.
  161. ^ Мейер П. (2013). «Трансгены и их вклад в эпигенетические исследования». Международный журнал биологии развития. 57 (6–8): 509–15. Дои:10.1387 / ijdb.120254pm. PMID  24166433.
  162. ^ Гамильтон AJ, Баулкомб, округ Колумбия (октябрь 1999 г.). «Вид малой антисмысловой РНК в посттранскрипционном молчании генов у растений». Наука. 286 (5441): 950–2. Дои:10.1126 / science.286.5441.950. PMID  10542148.
  163. ^ а б Метте М.Ф., Ауфсац В., ван дер Винден Дж., Мацке М.А., Мацке А.Дж. (октябрь 2000 г.). «Транскрипционное молчание и метилирование промотора, запускаемое двухцепочечной РНК». Журнал EMBO. 19 (19): 5194–201. Дои:10.1093 / emboj / 19.19.5194. ЧВК  302106. PMID  11013221.
  164. ^ Гамильтон А., Воиннет О., Чаппелл Л., Баулкомб Д. ​​(сентябрь 2002 г.). «Два класса коротких интерферирующих РНК в сайленсинге РНК». Журнал EMBO. 21 (17): 4671–9. Дои:10.1093 / emboj / cdf464. ЧВК  125409. PMID  12198169.
  165. ^ а б Xie Z, Johansen LK, Gustafson AM, Kasschau KD, Lellis AD, Zilberman D, et al. (Май 2004 г.). «Генетическая и функциональная диверсификация путей малых РНК в растениях». PLOS Биология. 2 (5): E104. Дои:10.1371 / journal.pbio.0020104. ЧВК  350667. PMID  15024409.
  166. ^ Зильберман Д., Цао Х, Якобсен С.Е. (январь 2003 г.). «ARGONAUTE4 контроль локус-специфического накопления миРНК и метилирования ДНК и гистонов». Наука. 299 (5607): 716–9. Bibcode:2003Научный ... 299..716Z. Дои:10.1126 / science.1079695. PMID  12522258. S2CID  8498615.
  167. ^ Далмей Т., Гамильтон А., Радд С., Энджелл С., Баулкомб, округ Колумбия (май 2000 г.). «Ген РНК-зависимой РНК-полимеразы у Arabidopsis необходим для посттранскрипционного подавления гена, опосредованного трансгеном, но не вирусом». Клетка. 101 (5): 543–53. Дои:10.1016 / s0092-8674 (00) 80864-8. PMID  10850496. S2CID  2103803.
  168. ^ Herr AJ, Jensen MB, Dalmay T, Baulcombe, округ Колумбия (апрель 2005 г.). «РНК-полимераза IV направляет подавление эндогенной ДНК». Наука. 308 (5718): 118–20. Bibcode:2005Наука ... 308..118H. Дои:10.1126 / science.1106910. PMID  15692015. S2CID  206507767.
  169. ^ Онодера Ю., Хааг-младший, Реам Т., Коста Нунес П., Понтес О, Пикард С.С. (март 2005 г.). «Растительная ядерная РНК-полимераза IV опосредует образование гетерохроматина, зависящее от siRNA и ДНК, метилирование». Клетка. 120 (5): 613–22. Дои:10.1016 / j.cell.2005.02.007. PMID  15766525. S2CID  1695604.
  170. ^ Канно Т., Хюттель Б., Метте М.Ф., Ауфсац В., Джалигот Э., Даксингер Л. и др. (Июль 2005 г.). «Атипичные субъединицы РНК-полимеразы, необходимые для РНК-направленного метилирования ДНК». Природа Генетика. 37 (7): 761–5. Дои:10,1038 / ng1580. PMID  15924141. S2CID  20032369.
  171. ^ Понтье Д., Яхубян Г., Вега Д., Бульски А., Саез-Васкес Дж., Хакими М.А. и др. (Сентябрь 2005 г.). «Усиление сайленсинга в транспозонах и высокоповторяющихся последовательностях требует согласованного действия двух различных РНК-полимераз IV у Arabidopsis». Гены и развитие. 19 (17): 2030–40. Дои:10.1101 / gad.348405. ЧВК  1199573. PMID  16140984.
  172. ^ а б c Bond DM, Baulcombe DC (январь 2015 г.). «Эпигенетические переходы, ведущие к наследственному РНК-опосредованному молчанию de novo у Arabidopsis thaliana». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 112 (3): 917–22. Bibcode:2015ПНАС..112..917Б. Дои:10.1073 / pnas.1413053112. ЧВК  4311854. PMID  25561534.
  173. ^ Канадзава А., Инаба Дж. И., Шимура Х., Отагаки С., Цукахара С., Мацузава А. и др. (Январь 2011 г.). «Вирус-опосредованная эффективная индукция эпигенетических модификаций эндогенных генов с фенотипическими изменениями у растений». Журнал растений. 65 (1): 156–168. Дои:10.1111 / j.1365-313X.2010.04401.x. PMID  21175898.
  174. ^ Dalakouras A, Moser M, Zwiebel M, Krczal G, Hell R, Wassenegger M (декабрь 2009 г.). «РНК-конструкция шпильки, расположенная в интроне, эффективно запускает РНК-направленное метилирование ДНК в табаке». Журнал растений. 60 (5): 840–51. Дои:10.1111 / j.1365-313X.2009.04003.x. PMID  19702668.
  175. ^ Pignatta D, Novitzky K, Satyaki PR, Gehring M (ноябрь 2018 г.). «Эпиаллель с различным отпечатком влияет на развитие семян». PLOS Genetics. 14 (11): e1007469. Дои:10.1371 / journal.pgen.1007469. ЧВК  6237401. PMID  30395602.
  176. ^ Папикян А., Лю В., Гальего-Бартоломе Дж., Якобсен С.Е. (февраль 2019 г.). «Сайт-специфическое манипулирование локусами Arabidopsis с использованием систем CRISPR-Cas9 SunTag». Nature Communications. 10 (1): 729. Bibcode:2019НатКо..10..729P. Дои:10.1038 / s41467-019-08736-7. ЧВК  6374409. PMID  30760722.
  177. ^ Далакурас А., Вассенеггер М., Дадами Е., Ганопулос И., Паппас М.Л., Пападопулу К. (январь 2020 г.). «Генетически модифицированная неорганическая РНК-интерференция: экзогенное применение молекул РНК в растениях». Физиология растений. 182 (1): 38–50. Дои:10.1104 / стр. 19.00570. ЧВК  6945881. PMID  31285292.
  178. ^ Regalado A (11 августа 2015 г.). «Следующие великие дебаты о ГМО». Обзор технологий MIT.
  179. ^ Гольке Дж., Мошер Р.А. (сентябрь 2015 г.). «Использование подавления мобильной РНК для улучшения урожая». Американский журнал ботаники. 102 (9): 1399–400. Дои:10.3732 / ajb.1500173. PMID  26391704.