植物の長鎖ノンコーディングRNAのエピジェネティック制御を探る新しいプラットフォームを開発 (New Platform Developed to Explore Epigenetic Regulation of Plant Long Non-coding RNAs)

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2025-12-01 中国科学院(CAS)

中国科学院・西双版納熱帯植物園(XTBG)の研究チームは、植物における長鎖ノンコーディングRNA(lncRNA)のエピジェネティック制御を体系的に解析するため、19種の植物から16万件以上の高品質lncRNAを収集し、ヒストン修飾(ChIP-seq)、DNAメチル化(BS-seq)、RNA-seq の計6,715データセットを統合した大規模なエピゲノム解析を実施した。その結果、lncRNA領域はタンパク質コード遺伝子(PCG)より高いDNAメチル化レベルを示し、特にトランスポゾン由来lncRNAで最も高いことが判明した。また、活性型ヒストン修飾は組織特異的で、PCGとは異なる特徴的パターンを示し、lncRNAが独自のエピジェネティック制御を受けることが明らかになった。研究チームはこれらの知見を集約し、植物種横断の比較や視覚的探索が可能な新たなデータベース「PERlncDB」を開発した。このオープンアクセス基盤により、植物研究コミュニティはlncRNA機能を包括的かつ体系的に調べることが可能となる。

<関連情報>

植物lncRNAのエピジェネティック制御ランドスケープの構築 – 新しい専門プラットフォームPERlncDBを用いた探究 Constructing epigenetic regulatory landscapes of plant lncRNAs—an exploration utilizing the novel specialized platform PERlncDB

Yan Li, Wenjing Yang, Jiazhi Liu, Baolin Yao, Changning Liu
The Plant Journal  Published: 25 November 2025
DOI:https://doi.org/10.1111/tpj.70591

SUMMARY

Long non-coding RNAs (lncRNAs), once overlooked as transcriptional byproducts, are now recognized for their crucial roles in plant growth, development, and stress responses, with increasing focus on their epigenetic regulation. However, studies investigating epigenomic signals to explore the functions of lncRNAs in plants remain relatively limited. This study collected a comprehensive dataset of over 160 000 high-quality lncRNAs from 19 representative plant species and integrated 6715 ChIP-seq, BS-seq, and RNA-seq datasets to analyze epigenomic patterns at lncRNA loci. Results showed elevated DNA methylation in lncRNA regions. The highest levels occurred in transposable element-associated lncRNAs. Additionally, activating histone modifications at lncRNA loci showed tissue specificity, with epigenetic preferences differed from those at protein-coding gene (PCG) loci. Differential site analysis in epigenetic mutants further highlighted the selective regulation of lncRNA loci by specific epigenetic factors. To facilitate research, we developed PERlncDB, a platform that provides species-specific lncRNA browsing, epigenetic annotation, cross-species conservation analysis, and visualization of epigenomic landscapes. Case studies on MARS and LINC-AP2 emphasized the platform’s utility. Conserved epigenetic mechanisms regulating lncRNAs across species, exemplified by a syntenic conserved MET1-regulated lncRNA pair in Arabidopsis and tomato, suggested the stability of regulatory mechanisms underlying lncRNA functions. This work provides critical insights and resources for understanding plant lncRNA epigenetic regulation.

細胞遺伝子工学
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