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印第安那大学的科学家们，在2014年3月20日的《分子》（Molecular Cell）杂志发表的一项最新研究指出，沉默位点识别对于基因沉默必不可少，表观遗传信息传递是一个两步骤过程。
生物通报道：目前，印第安那大学（IU）的科学家们解开了现代遗传学的一个谜团：获得性状如何在一个称为表观遗传信息传递（epigenetic inheritance，通过有丝分裂或减数分裂来传递非 DNA 序列遗传信息的现象）的过程中世代传递？这项研究发现，根据DNA中的信息，细胞并不知道该沉默哪些基因，但是它们能识别添加到基因中的化学遗传标记。这些化学标签起分子记忆的作用，使细胞能够识别基因，并记住它们，在新的世代中再次沉默它们。
由IU生物学家和生物化学家Craig Pikaard带领的一个研究小组完成的这些研究成果，为植物细胞如何知道在每一世代中沉默一个遗传位点，提供了重要的新见解。相关研究结果发表在2014年3月20日的《分子》（Molecular Cell）杂志。
细胞并不依赖内在的DNA序列信息，而是通过依赖DNA和蛋白质复合物（称为染色质）上的化学标记，来沉默特定的位点。常见的染色质化学修饰方式有甲基化-去甲基化，乙酰化-去乙酰化，磷酸化-去磷酸化等等。
使染色质标记永久存在的能力，其实充当一种表观遗传记忆的形式，使沉默位点具有识别性，这是细胞将机器传递给位点所需要的一种预先设定的状态，其在一个多步骤过程（称为RNA指导的DNA甲基化，RdDM）中完成了基因沉默。RdDM包括短的干扰RNA（siRNA），siRNA是24核苷酸长的小RNA分子，可指导甲基原子团添加到匹配的DNA链，最终使基因不起作用。
Pikaard说：“重要的是，这项工作表明，沉默位点识别对于基因沉默必不可少。我们发现，表观遗传信息传递是一个两步骤过程，这两个独立的步骤一起引起了沉默状态的表观遗传信息传递。”
科学家们之所以对表观遗传信息传递感兴趣，是因为它是一个重要的过程，在这个过程中发生的基因功能的可遗传修饰是必不可少的，而生物体DNA碱基序列没有发生变化。某些疾病如癌症，偶尔发生在一个人的一生中，越来越多人认为其具有一个表观遗传基础。
Pikaard指出，这项新工作不仅对表观遗传信息传递的机制提出了新的见解，这是遗传学和染色体生物学领域一个广泛关注的话题，而且还有助于解释两种植物特异基因沉默酶——RNA 聚合酶Pol IV和Pol V——的招募基础，在1999年，Pikaard首先发现了这两种酶。
研究人员检测和鉴定了脱乙酰化酶6（HDA6）——去除组蛋白乙酰基的一种酶，和甲基化转移酶MET1之间的关系，他们发现，这两种酶在维持甲基化中的伙伴关系，可以解释导致沉默位点识别的表观遗传记忆永久性。
Pikaard说：“总的来说，我们的研究结果表明，通过HDA6和MET1，沉默位点识别可在世代之间延续相传。这些活动不足以沉默位点，但是能保持一种染色质状态，这是Pol IV招募、siRNA生物合成和RdDM所必需的。”
当研究人员在模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana）的Pol IV和Pol V突变株中去除RdDM通路后，所有基因沉默都消失，但是沉默位点识别仍然存在。然后他们将HDA6和指定沉默位点识别的MET1依赖性过程去除，沉默位点识别所需的表观遗传记忆消失，并无法恢复。（生物通：王英）
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生物通推荐原文摘要：
A Two-Step Process for Epigenetic Inheritance in Arabidopsis
Summary：In Arabidopsis, multisubunit RNA polymerases IV and V orchestrate RNA-directed DNA methylation (RdDM) and transcriptional silencing, but what identifies the loci to be silenced is unclear. We show that heritable silent locus identity at a specific subset of RdDM targets requires HISTONE DEACETYLASE 6 (HDA6) acting upstream of Pol IV recruitment and siRNA biogenesis. At these loci, epigenetic memory conferring silent locus identity is erased in hda6 mutants such that restoration of HDA6 activity cannot restore siRNA biogenesis or silencing. Silent locus identity is similarly lost in mutants for the cytosine maintenance methyltransferase, MET1. By contrast, pol IV or pol V mutants disrupt silencing without erasing silent locus identity, allowing restoration of Pol IV or Pol V function to restore silencing. Collectively, these observations indicate that silent locus specification and silencing are separable steps that together account for epigenetic inheritance of the silenced state.
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