Wissenschaftler enthüllen genomische Verteilung und Evolutionsmuster von 6mA-Modifikationen in Pflanzen

N6-Methyladenin (6mA) ist eine wichtige epigenetische Modifikation in Eukaryoten. Obwohl 6mA gleichzeitig mit 5-Methylcytosin (5mC) entdeckt wurde, hat es bei Eukaryoten erst vor kurzem Beachtung gefunden, was hauptsächlich auf die Einschränkungen der Nachweistechnologie zurückzuführen ist.

Die Methylierung genomischer DNA spielt eine entscheidende Rolle bei der Genregulation und Genomstabilität in Eukaryoten. Es ist jedoch unklar, wie sich die 6-mA-Methylierung von Genen im gesamten Genom während der Artendivergenz und der Divergenz verschiedener doppelter Gene entwickelt.

Um die Entwicklung der 6-mA-Methylierung zu verstehen, untersuchten Forscher des Wuhan Botanical Garden der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) die Unterschiede in der 6-mA-Methylierung innerhalb von vier Wildarten von Nelumbo nucifera und die Muster der 6-mA-Methylierung zwischen N. nucifera, Arabidopsis thaliana, und Oryza sativa-Orthologe. Die Studie mit dem Titel „6-mA-DNA-Methylierung an Genen in Pflanzen ist mit der Komplexität, Expression und Duplikation von Genen verbunden“ wurde in der Fachzeitschrift veröffentlicht Pflanzen.

Vier hochwertige Lotus-Referenzgenome wurden sequenziert und mithilfe der Long-Read-Sequenzierung von Oxford Nanopore Technologies zu Pseudochromosomen zusammengesetzt.

Die Verteilungsanalyse zeigt keine Ähnlichkeit zwischen 6-mA-Stellen und den vielfach untersuchten 5-mC-Methylierungsstellen im Lotus. Konsequenterweise werden 6mA-Stellen an den Startstellen angereichert, positiv mit der Genexpression korreliert und vorzugsweise in stark und weit verbreitet exprimierten Genen mit großer Länge bei entfernt verwandten Pflanzen beibehalten.

Unter verschiedenen duplizierten Genen ist es wahrscheinlicher, dass 6mA-Modifikationen während der langfristigen Entwicklung von Pflanzenarten bei Duplikationen des gesamten Genoms erhalten bleiben als bei lokal duplizierten Genen.