Genome-Wide Association between Histone H3 Lysine Methylation and DNA Methylation in an Intergeneric Hybrid, xBrassicoraphanus

Abstract

후성유전학적 변화는 배수화된 식물에서 동위 유전자의 발현을 조절하고 유전체의 안정성에 영향을 끼친다. 히스톤 변형 중 히스톤 단백질 H3의 아홉 번째 라이신에 두 개의 메틸기가 붙은 경우 (H3K9me2), 애기장대에서는 이질염색질에서 주로 찾아볼 수 있다. 또한 DNA 메틸레이션을 조절하며 트랜스포존의 발현을 억제한다고 알려져 있다. 염색질 면역침강법과 시퀀싱을 진행하여, 배추와 무의 속간교잡으로 탄생한 배무채에서 H3K9me2의 위치를 추적하였다. 메틸레이션 데이터와 비교하였을 때 배무채의 유전체에서 H3K9me2와 DNA 메틸레이션의 높은 상관관계가 발견되었다. 이러한 경향성은 배수화 현상이 일어나서 배무채가 생성되고 이 때 사라지거나 새롭게 생성된 H3K9me2에서도 발견할 수 있었고 주로 CHG 메틸레이션과 연관되어 있었다. 부모와 비교하였을 때 배무채에서 DNA 메틸레이션 레벨이 낮아진 지역과 H3K9me2이 없어진 지역은 배무채 전체 유전체 지역에서 고르게 분포한다. 반면 DNA 메틸레이션의 수준이 높아진 지역과 H3K9me2이 새로 생성된 지역은 배추, 혹은 무 하위유전체에 특이적으로 많이 존재한다. 이러한 결과는 후성유전학적 메커니즘이 서로 연관되어 있고 두 속이 교잡되면서 많은 영향을 받았다는 것을 보여준다.