DNA去甲基化酶通过调控CLSY基因表达增强植物RNA导向DNA甲基化的保守机制

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《Molecular Plant》：DNA demethylase augments RNA-directed DNA methylation by enhancing CLSY gene expression in maize and Arabidopsis

【字体：大中小】 时间：2025年06月09日 来源：Molecular Plant 17.1

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　　为解决RNA导向DNA甲基化(RdDM)与DNA去甲基化交互调控的空白，研究人员揭示了DNA去甲基酶通过激活CLSY基因表达增强RdDM通路的新机制。该研究在玉米和拟南芥中发现，DNA去甲基酶通过调节CLSY基因启动子区甲基化水平，协同RdDM维持全基因组CHH甲基化稳态，为植物表观遗传调控网络提供重要理论依据。

　　在植物表观遗传调控领域，DNA甲基化与去甲基化的动态平衡一直是未解之谜。最新研究发现，玉米DNA去甲基酶缺失会导致CHH甲基化（RNA导向DNA甲基化(RdDM)的标志性特征）显著降低。深入机制研究表明，这种现象源于三类关键基因——编码染色质重塑因子的CLASSY(CLSY)家族基因表达下调。这些基因的启动子区甲基化水平如同精密的"分子开关"，同时受到DNA去甲基酶和RdDM通路的双向调控。

令人振奋的是，这一调控机制在拟南芥中同样保守存在。拟南芥DNA去甲基酶突变体不仅表现出CHH甲基化水平下降，其CLSY1基因（四成员CLSY家族中的关键成员）表达也显著降低。通过多维度实验验证，研究者揭示了CLSY基因表达与其启动子区甲基化水平存在精密的负相关关系，这种关系构成了DNA去甲基化与RdDM通路相互对话的分子基础。

这项研究首次描绘了DNA去甲基化与RdDM通路通过CLSY基因形成正反馈调节环路的全新机制，为理解植物如何维持全基因组甲基化稳态提供了重要理论框架。就像自然界精心设计的"阴阳平衡"系统，这两种看似对立的力量通过调控CLSY这一枢纽基因，共同维护着植物表观遗传景观的稳定。

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