2018年7月30日，作物遺傳改良國家重點實驗室水稻團隊周道繡課題組在《Nature Plants》上在線發(fā)表了題為“Identification and analysis of adenine N6-methylation sites in the rice genome”最新研究成果。該項研究揭示了DNA腺嘌呤甲基化（N6-methyladenine，6mA）修飾在水稻基因組中的分布等特征及與DNA胞嘧啶甲基化（5-methylcytosine, 5mC）在調控基因組功能中的相互關系和去甲基化機制。
DNA甲基化通常是指胞嘧啶甲基化。腺嘌呤甲基化是近年來在真核生物中陸續(xù)發(fā)現的一種新DNA甲基化修飾。在不同真核生物基因組中，腺嘌呤甲基化的修飾程度、分布和對基因表達的影響都有很大的差異。腺嘌呤甲基化修飾植物基因組DNA是否影響基因組功能和基因表達目前還并不清楚。周道繡課題組通過超高效液相-質譜（HPLC-MS/MS）、6mA免疫沉淀測序（6mA immunoprecipitation sequencing）和三代單分子實時測序技術（Single Molecule Real-Time，SMRT）等方法證實水稻中腺嘌呤甲基化含量在2‰左右，同時也發(fā)現水稻腺嘌呤甲基化主要富集于GAGG序列，水稻基因組中20%的基因和14%的轉座元件被其修飾。研究者還發(fā)現啟動子區(qū)域的腺嘌呤甲基化修飾與基因抑制關聯，基因轉錄區(qū)域的腺嘌呤甲基化則激活基因的表達；在基因轉錄區(qū)域，腺嘌呤甲基化與CG序列的胞嘧啶甲基化共存；而在轉座子上腺嘌呤甲基化與CHH序列的胞嘧啶甲基化則具有互補性。研究發(fā)現水稻OsALKBH1基因突變導致基因組腺嘌呤甲基化水平增高。與曾志雄教授課題組合作證實了OsALKBH1蛋白具有DNA腺嘌呤甲基化去甲基化酶活性，并解析了OsALKBH1蛋白的晶體結構。這些結果表明DNA腺嘌呤甲基化與胞嘧啶甲基化在水稻表觀基因組上的分布呈現協同互補，它們對基因表達都具有調控功能。
本論文的第一作者是作物遺傳改良國家重點實驗室水稻組周超博士，周道繡教授與曾志雄教授為該文的通訊作者。重點實驗室的趙毓教授、陳玲玲教授和張建偉教授也是該文的共同作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家基金委和中央高校資金等項目的資助。
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