染色质辅助靶向实现植物中精确的DNA甲基化编辑

在选定位点精确安装DNA甲基化，为在不改变DNA序列的情况下调控基因表达提供了一种强有力的策略，但现有植物表观基因组编辑器受限于效率有限、位点依赖性以及全基因组范围的脱靶甲基化。在本研究中，我们开发了整合TRBIP1的SunTag-MQ1v变体；TRBIP1可促进拮抗性H3K4me3标记的去除；同时还引入了来自莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）的寡聚化α-晶状体结构域蛋白CHLAMY。TRBIP1增强了拟南芥FWA启动子处的甲基化和沉默，但也导致了广泛的脱靶甲基化和严重的发育缺陷。加入CHLAMY后，构建得到SunTag-CHLAMY-TRBIP1-MQ1v（命名为SunTag-NOVA），成功克服了直接TRBIP1-MQ1v融合所带来的致死性和广泛脱靶效应。 我们证明，CHLAMY可驱动编辑复合体发生高阶寡聚化，从而增强靶向特异性并减轻脱靶积累。SunTag-NOVA能够在内源FWA、FT和TMM基因处稳健地安装DNA甲基化并抑制转录，同时仅产生极小的全基因组范围脱靶效应。这些结果表明，将局部染色质修饰与受控效应因子组装相结合，能够改进靶向DNA甲基化，并确立了SunTag-NOVA作为植物特异性表观基因组编辑平台的地位。

在选定位点精确建立DNA甲基化，为在不改变DNA序列的情况下调控基因表达提供了一种强有力的策略，但现有植物表观基因组编辑器受限于效率较低、位点依赖性强以及全基因组范围的脱靶甲基化。本文中，我们开发了整合TRBIP1和CHLAMY的SunTag-MQ1v变体，其中TRBIP1可促进去除具有拮抗作用的H3K4me3标记，CHLAMY则是来源于莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）的一种可寡聚化α-晶状体结构域蛋白。TRBIP1增强了拟南芥FWA启动子处的甲基化和沉默，但同时导致了广泛的脱靶甲基化和严重的发育缺陷。加入CHLAMY后，构建得到SunTag-CHLAMY-TRBIP1-MQ1v（命名为SunTag-NOVA），成功克服了TRBIP1-MQ1v直接融合所伴随的致死性和广泛脱靶效应。我们证明，CHLAMY可驱动编辑复合体形成高级寡聚化，从而增强靶向特异性并减轻脱靶积累。SunTag-NOVA能够在内源FWA、FT和TMM基因处高效建立DNA甲基化并抑制转录，同时将全基因组范围的脱靶影响降至最低。这些结果表明，将局部染色质修饰与受控效应组装相结合，可提高靶向DNA甲基化的效果，并确立了SunTag-NOVA作为一种适用于植物的高特异性表观基因组编辑平台。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.25.747117v1?rss=1

🏷️ DNA甲基化编辑 表观基因组编辑 植物基因沉默 染色质修饰 靶向特异性 拟南芥