拟南芥mRNA腺苷甲基化酶对基因表达的调控机制

DNA甲基化对基因表达起着极为重要的调控作用且受到广泛重视,然而自30多年前发现mRNA腺嘌呤核苷6位氮上甲基化（m6A）的现象以来，对其生物学作用还没有明确的认识。最近我们发现拟南芥mRNA腺苷甲基化酶基因MTA突变后导致胚发育停留在球形胚阶段，且该酶与mRNA剪接相关蛋白FIP37有相互作用，因此MTA可能通过对mRNA腺苷的甲基化而影响mRNA转录后加工过程和稳定性，从而起到调节基因表达的作用。我们拟利用突变体和基因沉默转基因植物全面分析MTA及同源基因MTB和MTC的生物学功能；利用高通量RNA测序技术分析突变体和基因沉默株系的转录组，阐明腺苷甲基化酶对转录组的调控作用，根据表达水平变化和选择性剪接初步筛选靶基因，检测m6A以确认靶基因，分析替换靶基因m6A后其mRNA的剪接与稳定性，以期阐明mRNA腺苷甲基化对基因的调控机制。

真核生物DNA甲基化以CpG岛分布在基因组内对基因表达起调控作用。而就mRNA来说，尽管在30多年前就发现有腺嘌呤核苷N6位的甲基化即m6A，然而其功能研究却极为稀少。我们前期对拟南芥基因组中与MT-A70具有同源性的mRNA腺嘌呤N6 甲基化酶基因at4g10760（MTA）进行了分析，MTA的T-DNA突变体胚发育停留在圆球期阶段而导致败育。拟南芥中的另外2个同源基因分别为at4g09980（MTB）和at1g19340（MTC）。MTB与MTA突变体表型相同，只有杂合体，没有纯合体，且利用RNA干扰手段无法得到转基因株系，说明它的缺失会致死植物，该基因对拟南芥生长发育极为重要。因此, 部分功能缺失的MTA、MTB和MTC将有利于其功能的分析, 而反义基因沉默可以引起不同程度的目标基因沉默, 为此，我们构建了MTA、MTB和MTC的反义基因沉默载体,并且利用农杆菌介导转化拟南芥。目前正在筛选转化后代，后期将对转化植株进行MTA、MTB和MTC表达分析，鉴定反义基因沉默效果，期望得到目标基因得到不同程度抑制的转化植株，为进一步分析这些基因的功能奠定基础。同时，我们对拟南芥不定芽发生早期的数字基因表达谱分析，共检测到2457个差异表达基因。这些基因参与了激素代谢和信号转导、愈伤组织和侧根的形成、茎顶端分生组织的发育和光合作用等过程。为后续探讨mRNA甲基化与拟南芥发育关系奠定基础。