文献： Accessible chromatin regions and their functional interrelations with gene transcription and epigenetic modifications in sorghum genome （ 高粱基因组上可及染色质区与基因转录和表观修饰之间的关联 ）
第一单位：三峡大学
介绍
随着植物表观基因组学研究的不断深入，人们对高粱基因组染色质可及性和染色质修饰进行了研究，揭示了植物可接近的染色质区域（ACRs）和一些染色质标记的进化保守功能。然而，高粱独特基因组中的特定染色质调控模式和机制仍需解决。此外，在高粱中，ACRs和表观遗传修饰的动态相互作用是否以及在多大程度上参与了染色质可及性还不明确。
结果
1. 高粱基因组中ACRs的鉴定
作者对4个高粱BTx623（模式品种）的幼叶和茎组织（重复）进行了ATAC-seq，分别得到了 40201，36087，39423和37214个peak，通过pearson相关性分析（>0.9），说明数据具有高重复性。
- ACRs倾向于在常染色区富集，相同高粱组织全基因组5mC的分布则接近异染色区和着丝粒周区；
- 而H3K27me3的分布主要在染色体末端的常染色区（图1A）。
具体来说，ACRs发生在22.9%的基因和2.7%的重复序列中（图1B）。ACRs主要集中在启动子区，基因间区和5‘UTR区（图1B）。ACRs密度metaplots显示，ACRs在基因编码区的分布不均匀。
2. 参与高粱基因转录调控
针对3个相同年龄地上组织进行RNA-seq。结果表明，表达水平较高的基因（前20%）与表达水平较低的基因（后20%）相比，在TSS处的ACRs呈典型的尖锐峰；但在TTSs处没有明显的峰（图2A）。这些结果表明，在高粱中，基因TSS上ACRs的积累有助于高粱基因转录的正调控。
接下来，作者根据ACRs与最近注释基因的接近程度对其进行分类。
- 与邻近注释基因重叠至少1 bp的ACRs，称为gACRs；
- 与邻近基因间隔至少1 bp的定义为基因间区（intergenic regions， iACRs）（图2B）。
- 在iACRs中，与最近基因距离超过2kb的定义为dACRs；
- 距离小于2kb的定义为pACRs（图2B）。
然后，将所有基因分为四类：
（1）仅与gACRs相关的基因；
（2）仅与iACRs相关的基因；
（3）与gACRs和iACRs相关的基因；
（4）不与ACRs相关的基因。
结果显示，只含gACRs或只含iACRs的基因的中位表达量和平均表达量，显著高于不含ACRs的基因（图2C）。与iACRs相比，gACRs在基因表达调控中起主导作用，提示ACRs的转录调控也与其自身的位置状态有关。
3. ACRs与DNA胞嘧啶甲基化的通讯
作者对12日龄高粱叶片进行了亚硫酸氢盐测序（BS-seq）。
- CG和CHG甲基化，主要分布在ACRs侧翼区域，
- CHH甲基化，在ACRs的边界富集并呈现出明显的peak，
- 并且iACRs和gACRs上胞嘧啶甲基化模式不同，表明ACRs具有位置效应。
研究表明，ACR为转录调控子和相关表观遗传调控子的招募提供了必要的染色质环境，从而在ACR相关区域及其周围进行表观遗传标记（图3）。
基因bodyCG和侧翼转录区CHG甲基化，对基因表达的调控作用可能依赖于ACRs的位置效应。
4. DNA-N6-甲基腺嘌呤对ACRs的影响
为了探讨6mA与ACRs的潜在相互作用，对同一时期的叶片，进行6mA-IP-seq分析。
在4个6mA-IP-seq重复中分别鉴定出非常相关的36858、31562、24061和25249个peak。启动子和基因间区的6mA水平高于基因body，TSSs缺失，但在TTSs显著升高。
然后，作者研究了ACRs如何以及在多大程度上影响6mA的富集。
- gACRs（图4A）和iACRs（图4B）的高密度有利于6mA的存在。
- 与其他类型相比，6mA在iACR相关基因的TTS中的富集程度明显更高（图4C）。
- 然而，研究表明，6mA和所有类型的ACRs的联合作用，显著促进了基因表达，而不同的ACR可能在不同程度上起作用（图4D）。
最后，作者将ATAC-seq数据与已发表的数据进行了整合，包括DNase-seq（GSE97369）、ChIP-seq（H2A. Z， H3K4me1，H3K4me3，H3K27me3，H3K36me3和H3K56ac）（GSE128434）和RNA-seq，发现H3K27me3可能是ACR相关基因转录调控过程中一个主要的非活性表观遗传标记（图5）。
总之，作者的数据提供了ACRs的全基因组图谱，揭示了它们与表观遗传修饰的相互关系，并阐明了它们在高粱中的转录调控作用。
