Warm temperatures induce transgenerational epigenetic release of RNA silencing by inhibiting siRNA biogenesis in Arabidopsis
Warm temperatures induce transgenerational epigenetic release of RNA silencing by inhibiting siRNA biogenesis in Arabidopsis
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温暖的温度通过抑制拟南芥中的 siRNA 生物发生来诱导 RNA 沉默的跨代表观遗传释放
DOI：
10.1073/pnas.1219655110
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发表时间：
2013-05
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Hai Huang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zu-Hua He;Jun-Zhong Liu;Hua Jin;Lin Lin;Qun Li;Ying Chen;Yue-Xing Yuan;Zhi-Yong Wang;Hai Huang
由于其无柄的性质，植物已经进化出复杂的遗传和表观遗传调节系统，以快速和可逆地响应每日和季节性的温度变化。然而，我们对植物如何感知和应对环境温度变暖的知识相当有限。在这里，我们表明，生长温度从22 °C增加到30 °C有效地抑制了转基因诱导的转录后基因沉默（PTGS）在拟南芥。有趣的是，温暖诱导的PTGS释放表现出跨代表观遗传。我们发现，温度诱导的PTGS释放发生在一个关键步骤，导致双链RNA（dsRNA）的形成，产生小干扰RNA（siRNA）。小RNA的深度测序和RNA印迹分析表明，22-30 °C的升高导致需要dsRNA进行生物发生的许多反式作用siRNA的丰度显著降低。我们发现，温度升高降低了基因沉默3的蛋白质丰度，因此，减弱了siRNA生物发生所需的稳定dsRNA的形成。重要的是，基因沉默的供应商3过表达释放了siRNA生物发生的温度触发抑制，并减少了跨代表观遗传记忆。因此，我们的研究揭示了变暖温度，表观遗传系统和siRNA生物发生之间以前未描述的关联。
Owing to their sessile nature, plants have evolved sophisticated genetic and epigenetic regulatory systems to respond quickly and reversibly to daily and seasonal temperature changes. However, our knowledge of how plants sense and respond to warming ambient temperatures is rather limited. Here we show that an increase in growth temperature from 22 °C to 30 °C effectively inhibited transgene-induced posttranscriptional gene silencing (PTGS) in Arabidopsis. Interestingly, warmth-induced PTGS release exhibited transgenerational epigenetic inheritance. We discovered that the warmth-induced PTGS release occurred during a critical step that leads to the formation of double-stranded RNA (dsRNA) for producing small interfering RNAs (siRNAs). Deep sequencing of small RNAs and RNA blot analysis indicated that the 22–30 °C increase resulted in a significant reduction in the abundance of many trans-acting siRNAs that require dsRNA for biogenesis. We discovered that the temperature increase reduced the protein abundance of SUPPRESSOR OF GENE SILENCING 3, as a consequence, attenuating the formation of stable dsRNAs required for siRNA biogenesis. Importantly, SUPPRESSOR OF GENE SILENCING 3 overexpression released the warmth-triggered inhibition of siRNA biogenesis and reduced the transgenerational epigenetic memory. Thus, our study reveals a previously undescribed association between warming temperatures, an epigenetic system, and siRNA biogenesis.
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影响因子：
64.5
作者：
Calarco JP;Borges F;Donoghue MT;Van Ex F;Jullien PE;Lopes T;Gardner R;Berger F;Feijó JA;Becker JD;Martienssen RA
通讯作者：
Martienssen RA
DOI：
10.1016/j.bbagrm.2011.03.007
发表时间：
2011-08
影响因子：
4.7
作者：
Hauser, Marie-Theres;Aufsatz, Werner;Jonak, Claudia;Luschnig, Christian
通讯作者：
Luschnig, Christian
DOI：
10.3410/f.14261957.789552906
发表时间：
2012-05
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
C. Fankhauser
通讯作者：
C. Fankhauser
影响因子：
7.4
作者：
Chellappan, P;Vanitharani, R;Fauquet, CM
通讯作者：
Fauquet, CM
影响因子：
11.6
作者：
Pecinka, Ales;Dinh, Huy Q.;Scheid, Ortrun Mittelsten
通讯作者：
Scheid, Ortrun Mittelsten