2009/02/26

拟南芥中因三联体重复序列扩增引起的遗传缺陷

A Genetic Defect Caused by a Triplet Repeat Expansion in Arabidopsis thaliana

Sridevi Sureshkumar et al. A Genetic Defect Caused by a Triplet Repeat Expansion in Arabidopsis thaliana. Science 323, 1060-1063 (2009)

1、基因组中有许多短串联重复序列,如果它们拷贝数发生变化,可能会引发一些表型变异,这一点在微生物及人类一些致病基因的研究里得到了证明。拷贝数变异主要是由DNA聚合酶滑动以及不等交换引起,那么这种变异在一个群体中的变化情况如何呢?
2、将野生型拟南芥置于27℃、短日照下培养(这并不是拟南芥生长的正常环境,有望得到突变体),发现Bur-0品系的叶子发生畸形生长,不能开花(这种性状称为“irregularly impaired leaves, iil, 异常受损叶)。温度降低时(如23℃)这种症状会消失,而温度升高时(如30℃)症状会更严重,强光照下也会严重。
3、经遗传定位,IIL位于一个16.7kb的区段,这个区段里有3个基因,但经cDNA测序检测后没有发现多态性;再分析基因间区域,发现在Bur-0品系中出现了400多个拷贝的TTC/GAA三联体重复序列,它位于基因At4g13430的内含子,而正常的Col-0品系只有23个拷贝。这些重复序列的存在减弱了At4g13430的表达水平。如果设法增大Bur-0品系中At4g13430的表达强度,iil的症状就消失了,说明基因At4g13430对应于性状IIL
4、Bur-0品系中有一些回复突变株,表型恢复正常,DNA分析表明这些回复突变株里TTC/GAA三联体重复序列的拷贝数减少了。已知ethyl methane sulfonate(EMS,乙基甲磺酸)有压缩拷贝数的作用。经EMS处理后的植株许多恢复了正常表型。
5、以上证据表明:a decrease in IIL1 expression caused by the expanded triplets, coupled with higher requirements of IIL1 activity under elevated temperatures, is the basis of the iil phenotype in Bur-0 plants.

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