植物如何遗传遗传记忆

当有机体将其基因传递给后代时，它们所包含的不仅仅是 DNA 中阐明的代码。有些还传递化学标记来指导细胞如何使用该代码。这些标记传给后代被称为表观遗传。它在植物中尤其常见。因此，这里的重大发现可能会对农业、粮食供应和环境产生影响。

冷泉港实验室 (CSHL) 教授和 HHMI 研究员 Rob Martienssen 和 Leemor Joshua-Tor 一直在研究植物如何传递保持转座子不活跃的标记。转座子也称为跳跃基因。当打开时，它们可以四处移动并破坏其他基因。为了让它们沉默并保护基因组，细胞会在特定的 DNA 位点上添加调控标记。这个过程称为甲基化。

Martienssen 和 Joshua-Tor 现在已经展示了蛋白质 DDM1 如何为在新 DNA 链上放置这些标记的酶让路。 植物细胞 需要 DDM1，因为它们的 DNA 被紧密包装。为了保持基因组紧凑有序，细胞将 DNA 包裹在称为组蛋白的包装蛋白周围。“但这会阻碍各种重要酶接触 DNA，”Martienssen 解释道。在甲基化发生之前，“你必须移除或滑开组蛋白。”

Martienssen 和前 CSHL 同事 Eric Richards于 30 年前首次 发现了 DDM1 。从那时起，研究人员了解到它会沿着包装蛋白滑动 DNA，以暴露需要甲基化的位点。马丁森将这一运动比作沿着绳子滑行的溜溜球。他解释说，组蛋白“可以在 DNA 上上下移动，一次暴露部分 DNA，但永远不会脱落”。通过遗传和生化实验，

Martienssen 准确指出了 DDM1 取代的确切组蛋白。Joshua-Tor 使用 冷冻电子显微镜 捕获了酶与 DNA 和相关包装蛋白相互作用的详细图像。他们能够看到 DDM1 如何抓住特定的组蛋白来重塑包装的 DNA。Joshua-Tor 说：“结果证明，一种将 DDM1 连接在一起的意想不到的键对应于多年前发现的第一个突变。”

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