トランスポゾン年齢と非CGメチル化

Transposon age and non-CG methylation.

• Zhengming Wang
• David C Baulcombe

抄録

トランスポーズ可能要素(TE)のサイレンシングは、小分子RNAによるDNAメチル化(RdDM)によって確立される。サイレンシングの維持は、RdDMとDNAメチル化酵素MET1とクロモドメインDNAメチル化酵素(CMT)が関与するRNAに依存しないメカニズムの組み合わせに基づいている。このモデルによれば、RdDMの関与は、TEの年齢とともに減少するはずであるが、ここではトマトとシロイヌナズナで異なるパターンを示している。これらの種では、CMTはRdDMの影響を受けたものよりも若く、遠位クロマチン中のLTRトランスポゾンを沈黙させている。これらの知見を説明するために、我々は、オリジナルモデルのように一次RdDMが発生した後、CMTが関与するRNAに依存しない維持期が存在し、その後、二次RdDMが発生することを提案した。このようなエピジェネティックサイレンシングの進行は、RNA依存性か非依存性かに応じて、トランスクリプトームにシスまたはトランスのいずれかの影響を与えていると考えられる。

Silencing of transposable elements (TEs) is established by small RNA-directed DNA methylation (RdDM). Maintenance of silencing is then based on a combination of RdDM and RNA-independent mechanisms involving DNA methyltransferase MET1 and chromodomain DNA methyltransferases (CMTs). Involvement of RdDM, according to this model should decrease with TE age but here we show a different pattern in tomato and Arabidopsis. In these species the CMTs silence long terminal repeat (LTR) transposons in the distal chromatin that are younger than those affected by RdDM. To account for these findings we propose that, after establishment of primary RdDM as in the original model, there is an RNA-independent maintenance phase involving CMTs followed by secondary RdDM. This progression of epigenetic silencing in the gene-rich distal chromatin is likely to influence the transcriptome either in cis or in trans depending on whether the mechanisms are RNA-dependent or -independent.