工程化染色质以编码拟南芥的转录免疫记忆

转录记忆使生物体能够对反复出现的胁迫作出更迅速的响应，但促成这种转录重校准的染色质特征仍未得到充分界定。在本研究中，我们鉴定了拟南芥（Arabidopsis thaliana）中响应细菌免疫诱导子 flg22 而表现出转录记忆的基因。与不具有记忆响应的基因相比，这些记忆基因更倾向于呈现组织特异性而非均一的空间表达模式。这些基因在静息状态下的染色质结构表现为 H3K4me3 缺失、H3K27me3 增多，其中一部分基因同时具有 H3K27me3-H3K4me3 双价标记。H3K4me3 去甲基化酶 JMJ14 是转录记忆所必需的，且 JMJ14 在记忆基因位点上的富集程度较高。预激后，染色质发生重构，记忆基因位点的 H3K4me3 水平持续升高。为评估这种 H3K4me3 积累的功能，我们采用表观基因组工程，观察到在包括 WRKY29 位点在内的记忆基因位点定向沉积 H3K4me3，足以诱导转录记忆，并能够赋予植物对细菌病原体丁香假单胞菌（Pseudomonas syringae）增强的抗性。综上，这些发现证明 H3K4me3 在 JMJ14 调控下对转录记忆发挥因果作用，并为通过理性重塑染色质来增强生物体韧性开辟了道路。

转录记忆使生物体能够对反复出现的胁迫作出更迅速的响应，然而，促成这种转录重校准的染色质特征仍未得到充分界定。在本研究中，我们鉴定了拟南芥（*Arabidopsis thaliana*）中响应细菌免疫诱导因子 flg22 而表现出转录记忆的基因。与不具有记忆效应的响应基因相比，这些记忆基因更倾向于呈现组织特异性空间表达模式，而非均一的空间表达模式。这些基因在静息状态下的染色质结构表现为 H3K4me3 缺失、H3K27me3 水平升高，其中一部分基因同时具有 H3K27me3-H3K4me3 双价标记。H3K4me3 去甲基化酶 JMJ14 是转录记忆所必需的，且 JMJ14 在记忆基因座上的占据程度显著富集。经预激活后，染色质发生重构，记忆基因座上的 H3K4me3 水平持续升高。为评估这种 H3K4me3 累积的功能，我们采用表观基因组工程技术，发现将 H3K4me3 定向沉积于包括 WRKY29 基因座在内的记忆基因座，足以驱动转录记忆，并能够赋予植物对细菌病原体丁香假单胞菌（*Pseudomonas syringae*）增强的抗性。综上，这些研究结果证明，在 JMJ14 的调控下，H3K4me3 在转录记忆中发挥因果作用，并为通过有目的地重编写染色质来增强生物体韧性开辟了道路。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.10.750729v1?rss=1

🏷️ 拟南芥 转录免疫记忆 染色质工程 H3K4me3 表观遗传调控 植物免疫