eLife解决表观遗传学记忆的重要争论

　　

生物通报道：JIC（John Innes Centre）的科学家们对模式生物拟南芥进行研究，揭示了细胞对过去事件的记忆，解决了有关表观遗传学记忆的重要争议。

人们很早就发现，低温处理一段时间可以促使植物提前开花，这一现象被称为春化作用。这是因为低温条件抑制了FLC基因的表达，而FLC基因是阻止植物开花的重要刹车。植物会通过表观遗传学途径“记住”这一抑制水平，在正确的时间开花。

许多生物的DNA围绕着组蛋白形成核小体，进而紧密包装成染色质。此前的研究表明，低温能诱导蛋白复合体PRC2（Polycomb Repressive Complex 2）给FLC基因添加组蛋白化学修饰，这种修饰与FLC抑制水平是相对应的。

PRC2的组蛋白修饰可以在细胞分裂中传递给下一代。那么细胞是通过这种遗传“记住”基因表达状态的么？还是说细胞记忆储存在别处，这种染色质状态只是细胞记忆的产物？Martin Howard教授等人在eLife杂志上发表文章，通过强有力的证据解决了这一长期存在的争议。（延伸阅读：中科院参与发表Nature表观遗传学新成果）

Martin Howard教授解释道：“我们对植物细胞进行改造，给FLC的两个拷贝打上不同的标记：一个拷贝表达时生成红色荧光蛋白，另一个拷贝表达时生成黄色荧光蛋白。如果表观遗传学记忆通过在细胞中自由扩散的蛋白起作用，那么这些蛋白应该会对两个拷贝的FLC产生同样的影响。结果是两个基因拷贝都表达，同时发出红色和黄色荧光，或者两个基因拷贝都受到抑制，细胞完全不发光。”

然而研究人员发现，细胞要么只发出红色荧光，要么只发出黄色荧光。而且这样的表达模式能够在多轮细胞分裂中遗传下去。“两个FLC拷贝具有不同的可遗传表达状态，说明细胞传递给子细胞的表观遗传学信息就储存在局部染色质中，”Howard说。

虽然这项研究是在开花植物中进行的，但与PRC有关的表观遗传学记忆也存在于许多其他生物中。研究人员的这些发现为人们带来了广泛的启示。

 

生物通编辑：叶予

生物同推荐原文：'Local chromatin environment of a Polycomb target gene instructs its own epigenetic inheritance