Phát hiện biến thể histone H3.3 được biểu hiện khác nhau trong nhân tế bào sinh dưỡng của phấn hoa lily

Springer Science and Business Media LLC - Tập 20 - Trang 27-33 - 2006
Yaeko Sano1, Ichiro Tanaka1
1Department of Biology, Graduate School of Integrated Science, Yokohama City University, Yokohama, Japan

Tóm tắt

Histone H3.3, một gen được biểu hiện khác nhau trong tế bào sinh dưỡng của phấn hoa lily, đã được đặc trưng hóa theo phương pháp miễn dịch. Kháng thể được sinh ra chống lại một đoạn peptide đặc hiệu đã nhận diện rõ ràng histone H3.3 trong phấn hoa trưởng thành, và không có phản ứng chéo với histone H3 soma. Phân tích immunoblot cho thấy rằng histone biến thể H3.3 đã tăng lên trong quá trình phát triển của phấn hoa hai tế bào muộn đến phấn hoa trưởng thành. Gán nhãn miễn dịch huỳnh quang của các hạt phấn sử dụng kháng thể đặc hiệu cho thấy sự hiện diện của histone H3.3 biến thể chỉ trong nhân tế bào sinh dưỡng và không trong nhân tế bào sinh sản. Đây là nghiên cứu đầu tiên chứng minh sự hiện diện của biến thể histone H3.3 được biểu hiện khác nhau trong nhân tế bào sinh dưỡng. Bởi vì nhiễm sắc chất của nhân tế bào sinh dưỡng chủ yếu là phân tán và hoạt động phiên mã, sự tích lũy của histone H3.3 chuyên biệt trong nhân tế bào sinh dưỡng có thể điều khiển sự ngưng tụ của nhiễm sắc chất và điều tiết sự điều chỉnh các gen gia tăng phấn được biểu hiện trong quá trình nảy mầm và tăng trưởng ống phấn.

Từ khóa

#histone H3.3; phấn hoa; tế bào sinh dưỡng; miễn dịch huỳnh quang; phát triển phấn hoa

Tài liệu tham khảo

Ahmad K, Henikoff S (2002) Histone H3 variants specify modes of chromatin assembly. Proc Natl Acad Sci USA 99:16477–16484 Akhmanova A, Miedema K, Wang Y, van Bruggen M, Berden JHM, Moudrianakis EN, Hennig W (1997) The localization of histone H3.3 in germ line chromatin of Drosophila males as established with a histone H3.3-specific antiserum. Chromosoma 106:335–347 Arents G, Moudrianakis EN (1993) Topography of the histone octamer surface: repeating structural motifs utilized in the docking of nucleosomal DNA. Proc Natl Acad Sci USA 90:10489–10493 Chaubet N, Clement B Gigot C (1992) Genes encoding a histone H3.3-like variant in Arabidopsis contain intervening sequences. J Mol Biol 225:569–574 Chaubet-Gigot N, Kapros T, Flenet M, Kahn K, Gigot C, Waterborg JH (2001) Tissue-dependent enhancement of transgene expression by introns of replacement histone H3 genes of Arabidopsis. Plant Mol Biol 45:17–30 Eissenberg JC, Elgin SC (2000) The HP1 protein family: getting a grip on chromatin. Curr Opin Genet Dev 10:204–210 Fransz PF, de Jong JH (2002) Chromatin dynamics in plants (Review). Curr Opin Plant Biol 5:560–567 Honys D, Twell D (2003) Comparative analysis of the Arabidopsis pollen transcriptome. Plant Physiol 132:640–652 Kapros T, Bogre L, Nemeth K, Bako L, Gyorgyey J, Wu SC, Dudits D (1992) Differential expression of histone H3 gene variants during cell cycle and somatic embryogenesis in alfalfa. Plant Physiol 98:621–625 Mito Y, Henikoff JG, Henikoff S (2005) Genome-scale profiling of histone H3.3 replacement patterns. Nature Genet 37:1090–1097 Okada T, Endo M, Singh MB, Bhalla PL (2005) Analysis of the histone H3 gene family in Arabidopsis and identification of the male-gamete-specific variant AtMGH3. Plant J 44:557–568 Palmer DK, O’Day K, Wener MH, Andrews BS, Margolis RL. (1987) A 17-kD centromere protein (CENP-A) copurifies with nucleosome core particles and with histones. J Cell Biol 104:805–815 Robertson AJ, Kapros T, Dudits D, Waterborg JH (1996) Identification of three highly expressed replacement histone H3 genes of alfalfa. DNA Seq 6:137–146 Sano Y, Tanaka I (2005) A histone H3.3-like gene specifically expressed in the vegetative cell of developing pollen. Plant Cell Physiol 46:1299–1308 Tagami H, Ray-Gallet D, Almouzni G, Nakatani Y (2004) Histone H3.1 and H3.3 complexes mediate nucleosome assembly pathways dependent or independent of DNA synthesis. Cell 116:51–61 Talbert PB, Masuelli R, Tyagi AP, Comai L, Henikoff S (2002) Centromeric localization and adaptive evolution of an Arabidopsis histone H3 variant. Plant Cell 14:1053–1066 Tanaka I (1993) Development of male gametes in flowering plants. J Plant Res 106:55–63 Tanaka I (1997) Differentiation of generative and vegetative cells in angiosperm pollen. Sex Plant Reprod 10:1–7 Tanaka I, Ono K, Fukuda T (1998) The developmental fate of angisperm pollen is associated with a preferential decrease in the level of histone H1 in the vegetative nucleus. Planta 206:561–569 Ueda K, Tanaka I (1994) The basic proteins of male gametic nuclei isolated from pollen grains of Lilium longiflorum. Planta 192:446–452 Ueda K, Tanaka I (1995a) Male gametic nucleus-specific H2B and H3 histones, designated gH2B and gH3, in Lilium longiflorum. Planta 197:289–295 Ueda K, Tanaka I (1995b) The appearance of male gamete-specific histones gH2B and gH3 during pollen development in Lilium longiflorum. Dev Biol 169:210–217 Ueda K, Kinoshita Y, Xu ZJ, Ide N, Ono M, Akahori Y, Tanaka I, Inoue M (2000) Unusual core histones specifically expressed in male gametic cells of Lilium longiflorum. Chromosoma 108:491–500 Waterborg JH (1990) Sequence analysis of acetylation and methylation in two histone H3 variants of alfalfa. J Biol Chem 256:17157–17161 Zhong CX, Marshall JB, Topp C, Mroczek R, Kato A, Nagaki K, Birchler JA, Jiang J, Dawe RK (2002) Centromeric retroelements and satellites interact with maize kinetochore protein CENH3. Plant Cell 14:2825–2836