微藻是全球光合作用和初级生产力的主要贡献者，是合成生物学中有前途的底盘细胞。在《植物通讯》上发表的一项研究中，中国科学院青岛生物能源与过程研究所的研究人员以单碱基分辨率揭示了野生型DNAN6-甲基腺嘌呤(6mA)的分布模式和动态变化和6mA破坏的突变株，从而揭示了其在脂质积累中的关键作用，特别是在高光条件下。

微拟球藻以其户外栽培的稳健性和高效性而闻名，具有生长快、对二氧化碳的耐受性强、脂质合成旺盛和高品质不饱和脂肪酸等优点。凭借较小的基因组大小(~30Mb)和单倍体性质，它允许灵活的遗传操作，包括基因敲除、过度表达、大基因组片段删除和同源重组，并具有高编辑效率。

6mA是重要的DNA甲基化修饰。研究人员利用单分子实时测序揭示了微拟球藻的全基因组6mA景观。结果强调了AGGYV基序中6mA的优先富集、转座子和3'非翻译区域内的水平升高以及与活性转录的密切关联。

“我们观察到沿着基因转录方向逐渐增加6mA，在剪接供体和转录终止位点附近有特异性富集，”该研究的共同第一作者龚延海说。

此外，与低表达基因相比，高表达基因在基因组中显示出更高丰度的6mA，这表明6mA和一般转录因子之间存在正相互作用。

为了进一步研究6mA的影响，研究人员敲除6mA甲基转移酶基因(NO08G00280)。这导致甲基化模式的改变以及与钼辅因子、硫酸盐转运蛋白、糖基转移酶、脂肪酶和甲硫氨酸亚砜还原酶相关的关键基因表达的变化，最终导致生物量和石油产量的减少。

相反，敲除去甲基酶基因(NO06G02500)会导致6mA水平增加并减慢生长。

该研究的共同第一作者王钦涛教授说：“这些发现不仅验证了表观遗传调控途径中的关键酶，而且揭示了6mA在高光条件下微拟球藻脂质积累中的关键作用。”

这些发现为利用表观遗传基因组修饰来提高工业微藻的生物量和脂质生产效率提供了见解。该研究是微拟球藻设计与合成计划(NanDeSyn)的一部分，该计划涉及来自8个国家的26个研究团队，协调努力推进工业固碳、产油微藻的分子育种和合成生物学研究。

“通过我们的合作努力，我们免费共享了全面的数据集，包括全基因组6mA表观遗传修饰图谱、转录组和各种培养条件下的相关突变体。这些宝贵的资源现在可以通过NanDeSyn网站向科学界提供。我们共同的该研究的通讯作者徐健教授说：“我们的目标是通过促进种质资源、遗传工具和功能基因组学信息的交流来推进工业微藻研究。”

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