研究揭示植物中存在著廣泛的單等位基因表達(dá)

　　單等位基因表達(dá)（monoallelic gene expression）是指在二倍體生物的細(xì)胞中一個(gè)基因的全部轉(zhuǎn)錄本均來自一個(gè)等位基因的現(xiàn)象。群體水平的細(xì)胞表達(dá)譜分析（bulk analysis）表明，印記效應(yīng)與等位基因間的相互抑制作用是產(chǎn)生單等位基因表達(dá)的兩種可能的機(jī)制。由于群體水平的分析可能低估了單細(xì)胞內(nèi)單等位基因表達(dá)的普遍程度，單細(xì)胞水平的研究可以更加全面地揭示細(xì)胞內(nèi)的單等位基因表達(dá)現(xiàn)象。

　　中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所多個(gè)課題組以水稻葉肉細(xì)胞為對(duì)象，合作研究并揭示了植物中存在廣泛的單等位基因表達(dá)。焦雨鈴研究組將單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組的測(cè)定技術(shù)（single-cell RNA-seq）應(yīng)用于植物細(xì)胞，并成功獲得了兩個(gè)水稻亞種（93-11和Nipponbare）及其正反交后代（F1）的葉肉細(xì)胞的單細(xì)胞表達(dá)譜。錢文峰和王秀杰研究組利用93-11和Nipponbare亞種之間的單核苷酸多態(tài)性估計(jì)出F1細(xì)胞中兩個(gè)等位基因的表達(dá)量。通過比較等位基因的表達(dá)量，定義出細(xì)胞中單等位基因表達(dá)的基因。結(jié)果表明，單個(gè)細(xì)胞中約三分之二的基因是單等位基因表達(dá)的。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，等位基因表達(dá)的獨(dú)立性和隨機(jī)性能夠很好地解釋細(xì)胞中單等位基因表達(dá)的現(xiàn)象。該研究在單細(xì)胞水平上揭示了單等位基因表達(dá)現(xiàn)象的普遍性和可能的機(jī)制，為進(jìn)一步研究細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)調(diào)控規(guī)律奠定了基礎(chǔ)。

　　上述研究成果于2017年9月23日在線發(fā)表于Science Bulletin (DOI： 10.1016/j.scib.2017.09.011)。焦雨鈴研究組已畢業(yè)的博士生韓瑩瑩和錢文峰研究組的博士生楚霄為該文章的共同第一作者。焦雨鈴和錢文峰為該文章的共同通訊作者。王秀杰研究員參與了課題合作。該研究得到了科技部973項(xiàng)目、中組部“萬人計(jì)劃”和植物基因組學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的資助。