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种子保持休眠状态,等待合适的环境条件发芽,从而增加了脆弱幼苗存活的可能性。从干种子到营养幼苗的转变是一个不可逆的过程,需要对植物转录组进行近乎完全的重新编程。虽然人们普遍认为种子储存的 mRNA 的蛋白质合成(翻译)激活是触发种子萌发的重要步骤,但人们对转录过程的重新启动知之甚少。
由 Julia Qüesta 领导的农业基因组研究中心 (CRAG) 的一组研究人员开始研究种子到幼苗转变过程中转录何时重新开始的问题。
该小组应用创新的 RNA 测序和生物成像方法,利用模式植物拟南芥,监测种子萌发和早期幼苗生长过程中新 RNA 合成(新生转录)的动态。这种组合方法能够在种子复水(吸胀)后非常快速地检测 RNA 转录,这意味着转录重新开始的时间比之前预期的要早得多。
除了转录时间之外,所用方法的敏感性还允许识别数千种先前未注释的非编码 RNA,包括基因间和反义长非编码 RNA (lncRNA),以及非常不稳定的非编码转录本。这些发现可能会为研究非编码基因组在种子发芽控制中的调节作用开辟新途径。
在工作的第二阶段,作者生成了相同发芽时间过程的全基因组染色质可及性数据集。
通过过滤掉基因组中可接近染色质区域的不稳定非编码转录本,作者能够检测到重要的调控特征,例如双向转录和转录增强子。迄今为止,尚不清楚植物增强子元件是否转录产生增强子RNA,这是多细胞动物增强子的众所周知的特征。
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