西班牙學者發現植物基因沉默的運作

近日，國際**學術期刊《Genome biology》在線發表了西班牙塞維亞大學植物生物化學和光合作用學院Myriam Calonje Macaya研究團隊的一篇研究論文，論文深入了解通過多梳家族蛋白(Polycomb)在植物介導的表觀遺傳之調控。 生物體的所有細胞在DNA中含有相同的信息，因此為了因應不同細胞類型以及發育過程的不同階段，在某些特定時刻不必要的基因應該被關閉，此過程稱為基因沉默。

Calonje博士說道：「當種子產生時，大量基因被沉默直到植物長成需要活動以後基因才會呈現出來」。

基因的沉默狀態會被傳到子細胞，細胞記憶就此成立。在過程當中由多梳家族蛋白(Polycomb)參與。這些蛋白分為兩組，即PRC1與PRC2，變動發生於其組織蛋白，并與DNA構成染色質。然而組織蛋白中的變動不會造成DNA 變化，卻會改變染色質的組織結構，因此基因的表現也會受到影響。

染色質介導的基因沉默作用於動物和植物。多梳家族蛋白首先於動物樣本發現;PRC1透過單泛素化改變組織蛋白H2A，PRC2使組織蛋白H3產生組織蛋白甲基轉移酶。基於透過動物實驗得出的不同結果，過去十年以來科學家一直認為植物上的組織蛋白PcG的作用機制與動物的機制十分相似，并將PRC2的甲基化作為PRC1的錨點，同時使H2A單泛素化。

Zhou、 Romero-Campero科學家與其他參與合作者，以野生型和突變植物研究基因的變動來證明上述的變動是否成立，但研究出來的結論為不成立。為了確定單泛素化的記號PRC2的作用是否為先決條件，還需要相反的機制才能使得大部分的基因被沉默。

. Calonje博士強調：「本研究的結果改變了十年以來的理論，該理論對於了解植物的多梳家族蛋白(Polycomb)產生不少誤解而導致研究員遭遇瓶頸」。

本研究使用的植物樣本為擬南芥(Arabidopsis thaliana)，不過專家主張研究的結果可適用於其他的植物上，將來可以發展生物技術應用，進而改善植物的生理與發展。