Nghiên cứu “haplotype-resolved DNA methylome” hệ gen giống sắn châu Phi
Nguồn: Zhenhui Zhong, Suhua Feng, Ben N Mansfeld, Yunqing Ke, Weihong Qi, Yi-Wen Lim, Wilhelm Gruissem, Rebecca S Bart, Steven E Jacobsen. 2023. Haplotype-resolved DNA methylome of African cassava genome. Plant Biotechnol J.; 2023 Feb; 21(2):247-249. doi: 10.1111/pbi.13955.
“Cytosine DNA methylation” có trong sự kiện im lặng nguyên tố chuyển vị (TE: transposable element), sự kiện imprinting (hòa đồng) và sự kiện bất hoạt nhiễm sắc thể X. Hiện tượng methyl hóa phân tử DNA diễn ra qua trung gian MET1 (mammalian DNMT1), DRM2 (mammalian DNMT3) và hai men chuyên tính thực vật DNA methyltransferases, CMT2 và CMT3. Muốn phân tích hệ DNA methylome bằng phương pháp haplotype trong cây sắn, tác giả tiến hành nghiên cứu methylome trong hai mẫu giống “haplotype genome” của cây sắn (mẫu giống TME7 và mẫu giống TME204) rồi sử dụng WGBS (whole‐genome bisulfite sequencing) và kỹ thuật EM-seq (enzymatic methyl‐seq), theo thứ tự. Số lượng “sequencing reads” được người ta lập bản đồ đối với từng haplotype khác nhau một cách độc lập, không có bắt cặp nhầm (zero mismatches) và một “best hit”, mà best hit này cho phép phân biệt các số lần reads theo những haplotypes khác nhau. Nhìn chung, kết quả cho thấy rằng dù cả hai phương pháp WGBS và EM‐seq được sử dụng, nhưng hai haplotypes này đều giống nhau về mức độ “whole‐genome methylation” trong mẫu giống TME7 và mẫu giống TME204. Người ta xem xét sâu hơn mức độ methyl hóa trên các vùng phiên mã của những gen mã hóa protein và những TEs, người ta tiếp tục quan sát mức độ methyl hóa tương đồng giữa những haplotypes khác nhau ấy. Sau đó, người ta phân tích các cytosines bị methyl hóa khác biệt nhau giữa các haplotypes (haplotypic DMCs). Đầu tiên người ta so sánh hai haplotypes và phân lập những cytosines có tính chất “syntenic”. Quan sát ít nhất 3 kịch bản mà những kịch bản ấy phản ánh methyl hóa khác biệt một cách chuyên tính (differential methylations) giữa những haplotypes: (i) SNP/InDel trong một “haplotype” dẫn đến mất đi cytosine (47.17%), trong số chỉ thị ấy mất hơn 99.25% là những “SNP variants”; (ii) Cytosine context alterations (e.g. CG trong hap1 và CHH trong hap2) dẫn đến kết quả thay đổi methyl hóa được tìm thấy trong kết quả phân tích này (28.98%); và (iii) Cytosines stay in the same contexts giữa những haplotypes nhưng biểu hiện mức độ methyl hóa hết sức khác biệt nhau (23.85%). Cuối cùng, người ta nghiên cứu đa dạng di truyền của những vị trí DMC và trình tự vùng kế cận 400‐bp; người ta thấy rằng có sự đa dạng nucleotide ở các vị trí DMC cao hớn có ý nghĩa so với trình tự vùng kế cận. Đa dạng nucleotide cao hơn cuả những DMCs chứng minh rằng các vị trí DMC xuất hiện trong chọn lọc tự nhiên phổ biến hơn. Kết quả cho thấy “crosstalk” (mối liên quan mật thiết) giữa biến dị trình tự DNA và đột biến gây methyl hóa DNA. Tổng hợp lại, kết quả phân tích này so sánh được phương pháp “haplotype‐resolved DNA methylomes” của cây sắn và đặt sự kiện dị hợp (genomic heterozygosity) trong bối cảnh điều tiết di truyền biểu sinh ở mức độ haplotypic.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét