植物中维持 CHG DNA 甲基化的机制基础

DNA 甲基化是一种在进化上保守的表观遗传机制，对转座子沉默和异染色质组装至关重要。在植物中，DNA 甲基化广泛发生在 CG、CHG 和 CHH（H = A、C 或 T）序列环境中，其中 CHG 甲基化的维持由 CMT3 染色质甲基转移酶介导。然而，CMT3 如何与染色质环境相互作用以忠实维持 CHG 甲基化仍不清楚。在此，我们报告了 CMT3 及其 Zea mays 直系同源物 ZMET2 介导的、由 H3K9me2 指导的 CHG 甲基化维持的结构与功能表征。碱基特异性相互作用和 DNA 变形协同奠定了 CMT3 和 ZMET2 的底物特异性基础，而对 H3K9me2 和 H3K18 的二价读取则变构促进了底物结合。破坏与 DNA 或 H3K9me2/H3K18 的相互作用会导致体外 CMT3/ZMET2 活性丧失，并损害体内全基因组 CHG 甲基化。总之，我们的研究揭示了 CMT3、抑制性组蛋白标记和 DNA 序列之间错综复杂的相互作用是如何介导异染色质 CHG 甲基化的。