[Epigenetik]

Why Demethylation or modification is imfortant for gene expression?

because, they regulate condence of Chromatin and it affects expression

같은 기능을 하지만 식물간 이름이 다른 gene이 있을 수 있는데 이유는 연구분야가 생각보다 독립적이라서?

 

[1] 뉴클레오좀 = 디엔에이 + 히스톤

19. DNA 는 nucleosome에 packed. 147 base pairs. 단위고 이거 덕분에 디엔에이가 그렇게 콤팩트하게 있을 수 있다고

24. Histone variants : CenH3 이게 Centromere 에 accumulated, 이게 중요 in der Prüfung. 어떤 단백질이 주요하게 존재하는지 중요

 - H2A.W, H3.1 : 이건 사일런싱에 주요한 역할, 

 - H3., H3.3 : 프리센트에 존재하는데 중간에는 3.1 에만 존재하고 3.3 은 telomere 에 존재. 이런 specific 한 경우는 epigenetic 에서 매우 제한적, 드물다. 

 - TEs : Transposon Elements 은 페리 랑 비슷하게 있어서 역시 H3.1 이 발견도니다. 

31. Epigenetic 에서는 Chromatin 에서 sequence만 중요하지 않다. Modification 이 더 

 - DNA methylation 은 동물, 식물 공통적인 메틸레이션

33. 3가지 주요 메틸레이션 in A.t : 아래 특징 중요. 빨간 글자. 폴리엔 없다

 - MET : replication dependent

 - CMT3 : interacts with histone mark H3K9me2

 - DRM1, DRM2 : de novo. 앞의 MET, CMT3 와는 가장 큰 차이. 후에 유전되냐 안되냐 형질발현 그런거인듯

35. 메틸레이션 뮤턴트는 A.t에서는 피노타입이 영 약하단다. 반면, 크롭에서는 강하게 발현된다. 36에서 보이는 듯

 - 이유? crop 은 transposon element 가 A.t에 비해 훨씬 많다, 이게 하나의 이유일 수도 있다. transposable element 의 차이는 인간, 아라비돕시스, 크롭 다 다르다. 인간은 반면 Gene 크기 가 큰 반면 대부분의 시퀀스는 repetitive 

41. Demthylation으로 인한 차이 : 아라비돕시스가 중요하긴 한데 Epigenetic 에서는 모든걸 보여줄 순 없다고

66. 이 구조는 끊임없이 중요하다.

70. K4, S10, 이 들의 의미가 뭔지 알것 ex H3K4, H3S10 ...

 - functions mechanism : promoter, 이건 검색해서 이해해놔야 함

 - closed configuration : closed -> no chance to promoter 

72. A 그래픽 : 정확히 반대. 중간 지점에서 피크 위치가 반대. 

 - two methylation react oppositley, 

 - A.t 는 5개 크로모좀을 갖고 있다. 

 - K9me2 은 어디 위치하는지, 발현과 어떠 ㄴ영향이 있는지,

79. SUV 는 protein in A.t (다른 생물은 다른 이름을 갖고 있겠지여)

 - 메틸레이션을 거쳐서 오른쪽과 같이 sillenced

67. 여러 종류가 있다고.  Metylation

 - 

73. repetitive Sequence 는 transposon element로 감안할 수 있다

 - H3K27 와 k9 차이 : 전자는 Gene siliencing, 후자는 transposon silencing (바꼈을 수 도 있다)

 - K27 은 뉴클레오마티드 region 에 더 있다

[다음 폴리인듯]

1. PRC3 core proteins : mammal protein 인데 A.t 에서도 비슷한 P 발견가능

2. plants make multiple PRC2 : 식물은 동물보다 이게 더 이 단백질이 필요하다

 - 식물은 동물과 달리 서로 다른 Development, process 에서 각자 complex 에 PRC 가 필요해서.

* 그럼 동물은 다른가???

3. PRC2 P in representiative plants : Presence is confirmed, not function nor mechanism

4. in animals, H3K27me3 : PRC1 maintain after PCR2 function

5. H3K27 is crucial : 아래 씨앗 차이를 보면 mutant 가 훨씬 작고 히바리가 없으

6. 다시 그 그림 Histone Code : diffrent marker (H3K4...), 

7. H3L4me1, ..me2, me3 accumulate : 67 그림에서 확인할 것 

 - H3 단백질이 있는데 그 끝의 K4 에서 메틸레이션이 되면 한번은 me1, 또되면 그 밑에 me2, 이렇게 계속 메달린다

 - 이 그림에서 전부다 pericentromeric region 에 exclusive 함 을 확인 가능

 - 푸른 것과 associated = associated with genes, not transposon elements

8. Distribution of H3K4me in A.t : 그림에서 밑에서 3번째 Genes 를 보면 5개 있다 (5개 크로모좀)

 - 특이점 : 4, 5번째 gene을 보면 시직은 coding sequence 와 mono, di, tri-methylation 

 - transkription factor 를 살피는 것은 매우 중요하다. modification 은 그 자체로 단지 변화 그 자체. 중요한 것은 그 변화가 구체적으로 gene expression 에 어떻게, 어디에 영향을 시작케하는지가 핵심?

8. H3k4me is crucial for both sporophyte und gametophyte development : 

 - 오른쪽 E : Pollen 이 뮤턴트는 더 크고 infuctional, 

* 제네틱과 에피제네틱은 그렇게 확연히 구분해선 안된다고 생각하시는 듯. 어차피 유효한 변화는 modification (methylation usw) 로 인해 gene 의 TF 가 발현되는지 안되는지에 달려있기 때문이다!

9. H3K36me/ac is associated with : ac는 아세틸레이션.

 - H3K36ac 는 그래픽이 보여주듯 시작지점에 크게 accumulated 

 - 36me3 는 뭔가 시작과 상관없어보임

 - 핵심요소는 h3k36 me, ac 는 genes and gene body와  associated

10. Genome with distribution attern of histone modifications

* 추가질문 : K9 and pe

 - centromere 와 stability 의 연관관계. 

 - condensed transposable marker 가 있어서 predevelopment phase 에서는 TE 가 발현, 즉 튀지않는다고

 - 즉 K9 은 중간에 주로 존재하는 친구인데 왜 한두개를 죽인다고 (motification) 식물에 큰 영향이 없냐면 이건 stability 와 연관이 있다고. 개인적의견으로는 수많은 요소가 repressor 로 관여하고 있어서 한두개 끈다고 영향은 미미

11. Removing histone methylation : 예를 들어 뿌리에 작용하는 Gene 에 관여 modification Protein 이 있다치자. 이녀석은 Root phase 이후에는 사라져주셔야한다. 즉, should be removed!

 - jumonji Protein 라는 친구가 모디피케이션를 떨어뜨리는 듯. 

 - Histone demethlase 가 손을 써서 제거

 - Gene 의 종류 : housekeeping gene ( 너무 중요해서 거의 모든 세포에 다 들어있는 녀석), tissue specifical genes, 

 - 왕중요 : SET domain 은 이 슬라이드의 위에 있는 Histone methyltransferases 를 생성하고(mostly conserved) , jumonji domain 이 아래 의 녀석들로 제거한다. 

12. Removing 표 : 종류가 열라 많구마. 

 - 그럼에도 Public 도 다 믿을 수 없다. 왜냐하면 최근의 생물학 자료는 bioinformatik을 이용, prediction 하는데 그 과정에 당연히 틀릴 수 있다고!

13. function of histone methylation : 여러번 이야기했던 중요 페이지라고. 

14. reading and tranlating the histone code : 여기서 알아ㅑ할 건 이런  도메인들이 히스톤을 읽고 번역한다는 것

15. Writing and reading the histone code : 저자와 독자라 카네 ㅋㅋ

 - Histone Methylation tran.. 가 author, Chromo domain 이 reader (저걸 읽어서 Gene Regulation)

* Ac : Acetylation has many magnitude for modification

16. Recognition : methlated histones recognized by... 예시임미다

17. model of LHP1 : if you compare seq of malmmals to plant, it works sometimes, but not always. LHP1 is one example for this 부적합. seq are similar but different function!

 - compare : find homologues in plant 라 칸다. 

 - HP1(개 중요한 녀석) 동물은 K9me2 중간에 위치하나 이녀석의 homologues LHP1 은 K27me3 위치. 그래서 still works as repressor markers.

18. ADCP1 : 위의 HP1 에 대응되는 식물의 프로틴. accumulated region 이 아주아주 유사하다우

 - DAP1 은 condensation of DNA 를 알기위한 dye molecule?

19. flowchart of Western blot : s - DNA, n - RNA, w - Protein

 - Histone protein research 에 왕왕 중요한 테크닉이라구

 - electrophoresis 할 때 protein 양은 다 같다. modification 이 얼마나 됐냐 안됐냐로 구분

 - Histone 리서치에서 웨스턴블롯할 때는 (modification 정도를 보고 싶으면) 같은 양의 Histone 프로틴을 넣어준다.

 - anti correlation 은 여기서 C - H3K9ac 와 H3K9me1,2 의 관계를 말한다

20. Imminostaining : 웨스턴블롯 처럼 둘 다 specific Antibody 를 사용하는 건 같으나 Immunostaining은 식물의 어디에 얼만큼인지 알 수 있다구. 

 - 어디에 있는지를 웨스턴으로 알기위해선 여러 region 에서 프로틴을 확보해야하는데 이게 힘들것이고 단백질이 부족하면 시그널이 약할 것이다. 

 - A,F 에서 볼 수 있는 

 - K9me2 는 pericentromeric 이며 여긴 condensed DNA 가 있다. C 에서 보듯 Centromeric protein H3 시그널과 매우 겹쳐진다고 오버렙.

21. chromatin Immunoprecipitation High throughput Sequencing : immunostaining 은 어디인지는 알지만 genomic DNA 레벨에서 어느정도인지는 알 수 없다. 이 기술로는 한큐에 그것까지 해결

 - 어떤 antibody 가 어디를 targeting 하는지 알 수 있다.

 - 한번 돌리면 퍼플리케이션 하나씩 튀어나온다고

22. summary - epigenetic marks : dynamic process 이다 . 쓰고, 읽고, 없애고.

23. epigenetic gene regulation : why important?

 - with that you can regulate activation of genes without gene transformation? 질문해보자. Crispr 처럼 without Addition of other gene material

 - 어떻게 antibody 를 생성하지 여기서?

24. A.T 조차 Flowering time regulation gene 은 한 크로모좀에 300개 이상 있다카네

25. Flowering Graphic : 어떻게 이 많은 연관 유전자를 알았을까?

- FLC 는 사실 anti correlated to flowering. 즉, 뮤턴트 되면 꽃을 피게한다고

26. FRI : 처음 발견된 F gene. 세계 각지에서 At를 수집해서 flowering time 다른 녀석들 끼리 비교해봄

  - very strong regulater 

27. natural variation of FRI alleles : Early, Late. 

 - 항상은 아니지만, 아무튼 

28. FRI molecule 의 역할은 놀랍게도 아직도 정확히 모른다. 교짱은 이런 결론 별로 안좋아한다고.

29. Flowering Locus C :  

30. who represses FLC : 2가지. Vernalization, autonomous

31. Vernalization : condition for that

 - transmitted by mitosis but not meisosis : 의미는, it can be remembered. 만약 어릴 때 길게 한번 처리됐으면 커서도 기억. 하지만 다음 세대에 유지되지는 않는다.

32. extra copies of FLC : 

33. who represses FLC? the VRN genes : vrn1, vrn2, vrn3

34. vrn2 mutants : vrn2 는 vernalization 그 자체와는 상관없으나 memory 와 관련있다. 6주째를 보시오.

35. FLC is regulated by epigenetic modification : 굳이 FLC 를 다루는 이유

36. VRN´s are DNA binding proteins : H3K9, H3-K27 등 등장한다우

37. many epigenetic marks are reset during reproduction : maintained during the generation??

 

 - 시험 : 반복해서 말했던 부분들 나올거고, 

[Epigenetics 3]

복습구간

 - Structure of Nucleosome

 - DNA modification 은 대부분 Silencing 연관이지만 Histone modification 은 다르다, 즉 다양하다

 - 컨피규레이션 (오픈, 클로즈) 에 따라 중요한 marker 가 다르다. 

 - 어떤 modification 이 activation, 또는 repress 를 위한것인지 알아야함. H3K9me (TEs)/H3K27me3(genes 근데 siliensing), H3K4me, H3K36me (이것도 gene region, 근데 엑티브. most important activate marker in epigenetic)

 - K9 은 많은경우 세포의 stability 에 연관한다고 믿어지고 있다. 그렇기에 어떤 변화를 추구하는 건 H3K27 메틸레이션이 꽤 중요하다고.

 - PRC2 complex  : 에피제네틱에서 매우매우 중요한 컴플렉스. 요정돈 아셔야..

 - 왜 식물은 multi copies PRC2 를 갖고있는가? regulationi of the ara... by the PRC2 complexex Ö 중간의 4개 FIE 가 피알씨 컴포넌트인데, different stages different positions 에 작용? 식물은 이 유니크한 피알씨 컴포넌트가 각 스테이지에 작용. 컴포넌트는 조금씩 다른데 그 이유는 아마 tissue specipic 해서 뭐 그럴수도 있다고

 - 메틸레이션 region을 찾기위한 방법은 : centromeric region / gene region (euchromatin region) 의 상보적 형태를 보여줌

 - H3K36me/ac is associated with actively transcribed genes and mRNA : TSS는 무슨의미? Translation Starting Site(ATG) - 프로모터는 여기서 약 -500 정도 앞이다.여기 그래프에서 x 축 값은 sequence 위치. 즉 -500 은 프로모터 리젼을 의미. 0은 TSS. TTS는 제일 끝부분 즉 stop codon. 

  + intron 은 사실 여기서 매우 복잡한 통계과정을 통해 감안되었음

  + Transcription 대신 Translation 을 다루는 이유는, 전사는 시작부분을 잡기 매우매우 어렵다 hard to predict. 그러나 트랜슬레이션은 ATG 만 딱 찾으면 된다. 그래서 요렇게 메틸레이션 부분을 찾는다구. 

  + 프리RNA(with intron), mature RNa (without intron)

 - writing and reading : 접때도 말했지만, modification 은 단지 그거일뿐. 이걸 읽고 인식하고 반영해야지요.

 - VRN´s are DNA binding proteins : 

실제 내용

 1. FLC is epigenetically silenced via a polycomb-dependent mechanism : PRC 컴포넌트다 이말이야. Polycomb Repressive complex - Gene repression by compaction of chromatin (H3K27,

https://www.mpipz.mpg.de/turck/project_2

 2. correlating COLDAIR expression : 어떻게 HKT/PRO가 시기적절하게 따시고 차갑고 했을 때 FLC 에 관여할까 가 최근 후성유전학에서 완전 핫한 토픽. 기존 생물학에선 힘들었던 이유가 이 (부분은 굉장히 conserved region 이라서 실험하기 어려웠다는 것 같은데 잘 모르겠음).

 - noncoding RNAs : 이게 실험, 입증이 힘들었던 원인.이게 PRC2 complex 를 구성한다고?? 근데 noncoding인데 어디서 왔지? 식물의 후성유전 아주 좋은 예시

2. the autonomous pathway : 여기서 봐야할 건 deacetylation, demethylation, methylation 모두가 FLC silencing 에 역할. 여기 있는 메틸레이션은 arginin methylation !! - cytosin만 메틸레이션되는게 아니라고

3. the autonomous pathway : epigenetic and post-transcriptional gene regulation in the control of At flowering time

 - 아래

4. ...represses FLC expression : 여기 있는 K4 가 위에서 본 진 엑티브시키는 녀석. 쿨에어, 콜드에어가 최근 가장 중요한 2가지 noncoding RNA . 혹자는 이게 별로 안중요하다고는 하지만 앞으로 점점더 중요해질 것이라고. 

a functional RNAmolecule that is transcribed from DNA but not translated into protein, ncRNAs function to regulate gene expression at the transcriptional and post-transcriptional level

https://www.whatisepigenetics.com/non-coding-rna/

5. dynamics of FLC chromatin : zusammenfassung von FLC

6. CO, FT... : very conservative genes. 

7. major flowering pathway genes of rice : 반대지만 비슷한듯.

8. short day and long day

9. Flowering time and selection for adapted breeding material : 왜 flowering time 을 크롭에 대해서 연구해야되는가 3가지 이유가 있다 이말이ㅑ.

10. Strategies for generating non-flowering vegetative crop genotypes : GMO 를 말하는데 유럽에서는 아직 적용이...

 - RNAi : RNA interference 그때 resistance 에서 나왔던 것.

* Housekeeping / tissue specific : 하우스키핑은 모든 곳에서 프로모터 activated

11. speed breeding : 네이쳐에 실렸던 것. 24시간 햇빛줘서 3달만에 나오는 것.

 

- 왜 식물은 폴리플로이드가 많고 동물은 거의 없지(fisch...)? 이걸 알면 사이언스에 논문낼거라고.

[Epigenetic variation and chromosome dynamics in polyploidy plants and species hybrids] 

1. what is polyploidy? for mammals, it is mostly lethal

2. 쌀은 한개의 유전자만 실험하려면 끄면되는데, 밀은 3개나 꺼야된다고...

3. auto/allo : 같은 organism이냐 다른 애들끼리냐.

 - auto 는 이거 하나만 WGD : whole genome Duplication 

 - allo : WGD * Genome shocking, WGD * Genome C -> strong genome rearrangement

4. 예시 with A.t : 상단중간이 제일 typical 이고 5개 크로모좀. A.aranosa 는 8 크로모좀을 갖는다. 

 - Genome Doubling : 그냥 두배가 되는 것

 - Hybridization : 두개가 쇽 섞인다

5. how often : 여기서 알 건 polyploidization 이 식물에서 생각보다 훨씬 자주있다는 것

 - 대부분의 작물들은 의외로 원래 폴리인데 진화상 디플로이드가 됐다네? deploidzation

6. what ist the frequency of auto- vs allo : 

 - 왜 auto 는 힘든가 : 이유는 meiosis 에서 tetra나 이런 애들은 cell division 하고 다시 붙을 때 확률적으로 깔끔하게 존재하기 힘들기 때문이다. 예를 들어, 같은 크로모좀 4개가 divided 되면 다시 이게 붙어야 할 때 섞인다고... 근데 allo 는 여러개라도 크로모좀이 다르기때문에 막 이상한데 안 달라붙고 잘 meiosis된다고. 근데 사실 잘 이해가 안간다...

 7. advantages to polyploidy : 3가지

 - heterosis

 - gene rebundancy : 사실 3개 다 필요는 없다 . 하나만 발현되도 충분. 그래서 진화상 보험으로 작용. Buffer

 - asexuel reproduction : 

8. duplicate genes are a source of novelty : 

9. disadvantages of polyploidy : produce aneuploid. 이게 유전자 발현 혹은 TE 에 문제를 발생시킬 수도 있다카네

https://terms.naver.com/search.nhn?query=aneuploid&searchType=&dicType=&subject=

10. 브라시카 사이즈를 보면 좌우 곱해서 중간이 엄청 커짐. not just additive, but 

11. 어떻게 플로이드 숫자를 알았지? : centromere 부분은 conservative region 이 있기에 이 구간의 반복을 카운팅한다?

 - ploidy level : Flow cytometry (extract egg, 기계의 피크를 읽는다. 아주 많이 적용하는 기계), 

12. how can polyploidy arise : 이거 Genomforschung - Genomduplikation 참고할 것 

 - Fusion of unreduced gametes (2x * 2x) 는 아마 거의 가능성이 없을것이고 (둘 다 동시에 double haploid 있어야되니까) 2x * 1x -> 3x, 3x * 1x -> 4x 되는게 더 일반적일듯. 이건 triploid bridge. 

13. Production of viable Gametes without Meiosis in Maize : Mutant. 

14. challenges to PP establishment : competition with parents, 

 - 가장 큰 문제는 큰 크로모좀 크기를 유지하기 힘들어서

15. genome of new polyploids : 크게 5가지 복잡한 일들이 벌어집니다.

 - rapid ...

 - sequence elimination : 

  - genomic downsizing : 한 두개 gene removed

 - gene silencing

  - diploidization : 어렵다. 어쩌면 아라비돕시스도 이걸 겪어서 결과적으로 5 크로모좀일지도 모른다고. tetra 였는데 하나가 달라져서 여차저차 5 chromosom

16. the close connections of polyploidization and TE dynamics : 이제서야 Epigenetic 관련

 - 왼쪽 아래부터 시작. 1. 수많은 TE release -> 2. changes Gene expression -> 3. genome unstable된다. 계속 바뀌니까. -> 4. .

 - 에피제네틱에서 FLC가 가장 확실하게 규명된 기작이다. Polyploidization은 FLC 에 비해 덜 구체적으로 규명

17. schema : 메커니즘을 설명하는 건 매우 어렵다.

18. Flowering-time variation correlated with FLC : 예시. FLC 가 후성유전에서 가장 잘 규명된 케이스라서 요걸로 실험

 - 폴리 폴리 섞으니까 자손세대의 flowering time 이 다들 다르더라 

19. sequence changes in the promoter regions : 

20. Expression variation : 여기서 발견한건 H3K4 dimethyl, 등이 연관이 있었다고. 

21. Samll RNA distribution : 또 다른 예시. 

 - 실험에서 제일 아래 As 는 자연상태의 allopoly. 

 - 제일 아래 비교를 보면, All4 는 마크된 부분이 있음에도 F1 은 전혀 나타나지 않는다. 하지만 세대를 거듭하니 저 부분이 새로 발생했고 자연상태와 비교하니 꽤 유사해졌다 결과적으로.

 - 저 부분이 무엇을 하는지는 모른다. 니가 알아내던가.

22. Classification of small RNAs in plants : 

23. Expression diversity of miRNAs and.. : 

24. miRNAs and siRNAs : 앞의 실험 결과를 해석하는 하나의 설명 인듯. 이 부분이 이번 파트의 핵심. 

 - 현재까지 우리가 찾은것은 polyploidization 과 epigenetical modification 의 relation일 뿐, 구체적 기작은 아직 말하기 힘들다. 

 - 특정 부분만 보면 metylation 이 increasing, decreasing 하는지 말할 수는 있지만 (epigenetical regulation), 전체 유전체를 봤을 때는 아직은 기다 아니다 말하긴 힘들다 currently

25. a model for epigenetic changes: 

 

- paternaly

- maternaly

 

[Epigenetic mechanisms governing seed development in plants]

복습

 - what is gene imprinting? 5 or 3 UPR sequence. genomic imprinting is... 다른 정의들이 있을 수도 있다.

 - 식물에서는 gene imprinting은 Endosperm 과 관련. 임프린팅을 끄면 seed사이즈가 바꼈다고 저번 수업에. 

1. origin of imprinting : 왜 임프린티드돼었을까? 

 - igf2 gene, blue is intacter. Matternaliy Expressed Gene. 노란건 아빠로부터 오고 파란건 엄마에서 온다. one is from mother, . 

 - igf2 receptor (blue) mutated 랑 igf2 mutated 했을 때 결과가 뭔가 다른데, 

 - 오 아빠는 자신의 더 나은 형질을 자손에 주고싶어하고, 엄마는 영양을 자신의 생존에 더 쓰길 원한다. (이 가설상) 아빠껄 끄면 자손은 작아진다! 엄마껄 끄면 progeny 가 막 커진다고!

2. imprinting has evolved in mammals and flowering plants : 다른곳은 모르겠고 오직 Endosperm 에서만 이게 영향을 보였다고

3. angiosperm reproduction : microspore는 hetero. 

 - 

4. development of male and female gametophyte : 뒤쪽 내용을 위해 핵심.

 - Arabidopsis t : 2 * 5 Genomes. 

 - meiosis 이후에는 n 마이크로스포어가 된다. 즉, 한쪽의 크로모좀만 가진다 5개. mature pollen 은 대부분 다른 식물들도 3개의 cell 을 가진다. vegetative nucleus + 2 sperm cell. (3 celled male gametophyphyte)

* 특정 식물은 1개의 Vege cell 과 1개의 generative cell 을 가진다. 하지만 Bestäubung 에서 이 gc 가 2개의 sperm cell로 바뀐다.고.

 - materaly 는 좀 다르다. central cell 은 2 nucleus 를 가진다. 이건 근데 센트럴 셀은 2개의 핵을 가졌으나 1개의 cell로 카운팅되기에 이건 7 celled 다. 폴리가 잘못됨

5. double fertilization : 퍼틸라이제이션 되면 Endosperm 은 3n triploid 이다!! 씨앗 seed (zygote)는 2n diploid 이다. 이 엔도스펌의 숫자가 중요

 - Endosperm에서 대부분의 epigenetic activation.

 - PEG : 사일런싱시키는데 엄마껄 사일런싱 시킨다. H3K27. 근데 항상 이녀석이 demethylization 시키진 않음

 - MEG : 모든 엄마가 백프로 사일런싱 시키지는 않는다? 케이스마다 다르다?

6. Summary of genomic imprinting (1) : 아까봤듯이, central cell (2n) + sperm cell

 - PRC2 는 3가지가 있는데 MEA (materal), FIS2 (materal) 이 두개는 엔도스펌 사일런싱에 관여한다.

 - FIS 가 있다고 항상 백퍼 사일런싱되는게 아니다. Dosage 와 관련. 그래서 여기보면 빨간 엄마쪽은 여전히 expressed 

 - 아빠쪽은 사일런싱됐다. 즉, MEG 그런데 좀 특이한 케이스. 하나만 됐으니까. 아빠쪽은 디메틸레이션된거나 

7. summary of genomic imprinting 2 : 이 경우엔 FIS 가 늘었다. 게다가 아빠쪽에도 H3K27이 생겼음에도 사일런싱

8. summary 3 : MEG 여전히. 

9. summary 4 : PEG. 

 - how can we identify imprinted genes? no diffent with sequence! 매핑과 비슷한 전략으로 할 수 있다. embryo, endosperm 이 섞인 시드에서 endosperm만 분리. 이게 왜 가능하냐면 3n 은 엔도스펌만 있으니까. 

 - 구체적으로 하면, A 에서 온 유전형(파란색),  B (노란색) 이 합쳐진 3n 을 비교하면 파랑 노랑 차이를 통해 PEG, MEG 비율을 찾아낼 수 있다? 이게 첫번째 방법 - 이거 로빈한테 다시 물어보기

 - during reproduction epigenome differently activated?

10. Silencing in trags : example of materal Methylation

 - some small rna can demethylate : 

* 3가지 디메틸레이션 : CG, CHH, CHG 이거 시험이라고.

11. paramutaion : rna demethylation 의 한 유형. 

 - 퍼플(female), 그린(male) 중 어느게 발현될까? 어떤 색깔일까 : 멘델 유전학이라면 퍼플이지만 에피에선 그린!!

 - 디테일 : 멘델이라면 섞인 알렐 퍼플+그린 이 F1 allel. 이 두 sequence 는 같다! 단지 male이 디메틸레이티드됐다는 것만 다르다. 그래서 둘 다 사일런싱된다고!!

12. Resetting eh epigenome : vernalization 중 PRC2 에 의해 K27 가 FLC를 사일런싱시켜서 윈터 후에 꽃이 필 수 잇다.

 - 이걸 Epigenetical Resetting or epigenetical reprogramming 이라고 한다.  

13. in animals, imprinted genes are reset during gametogeneis : paternal 은 디메틸 됐으니 zagote 는 imprinted.

 - 오십프로 사일런스, 오십프로 표현되어야 한다. 상식적으론. 에피가 없다면...

 - 근데 어떤 애들은 백프로 발현되거나 어떤애들은 백프로 사일런싱되ㅣㄴ다. 이 구분이 되는걸 resetting or reprogramming

 - 이 과정은 gameto 만들 때

14. the heterochromatin fraction: 시험! 이뮤노스테이닝으로 centrometrical 리젼과 아닌거 구분가능 이거말고 하나더 있는데 

 - condensation of chromatin 은 엔도스펌과 엠브리오 에서 서로 다르다!

15. DNA in endosperm is ... : 위의 증거

 - aerial 은 mature leaf 를 말한다. 즉, 메틸레이티드된 녀석

16. transposons in pollen : 안에 안채워진게 디메틸 안된거.

 - purified 는 그냥 스펌셀만 있는거고 (더 채워져있다 = 더 메틸화됨), total pollen 은 endosperm 까지 포함

 - sperm은 meitosis 를 통해

17. DNA methylation dynamics during : GG, CHH 메틸레이션 각 스테이지별 비교

 - during Pollen development 에서는 연구가 많이 됐는데 그 이유는 Sequence 를 갖고 우린 연구하는데 폴렌은 isolate 하기가 상대적으로 쉽지만 Femail gametes 는 분리하기 어렵기 때문이다

18. the role of small RNAs : 

19. chromatin dynamics : grenn is not condensed, red opposite

20. epigenetic changes during at re : quite different expression

 - dME : dna methylation, cc : central cell

* why, how epigenetical imprinting happen

[epigenetic variations in interspecies and interploidy cross]

post zygotic Hybridization barrie, after fertilization 에 대해서 말을 할 것이다. 

1. reduced hybrid fertility : interspieces hybridization. 

 - mule 은 크로모좀이 한개 더 많아서 sterile

2. hybrid breakdown : heterosis 다음에 개박살나는거

 - 폴리플로이디 방법 2가지 : whole genome dupli

3. double fertilization : sperm 이 tetra 되면서 endosperm이 4n 이 되는거. 그래도 결과는 3n 

 - 

4. seed development in At : 

* 우리가 먹는 크롭은 엔도스펌을 먹는거다. 엔도스펌이 다 달라서 맛이 다른거.

5. interploidy Crosses : 좌상단은 materal ploidy cross , 제일 오른쪽은 아빠

6. Endosperm-based postzygotic hybridization barriers : 각 케이스마다 시간대별 양상

 - crop 이나 At 이나 이 양상은 비슷

 - 이 결과는 genomical imprinting 의 가설과 매우 유사하고 실제로 그러했다

7. Triploid block usually results : 이게 모든 tetra가 diploidy 가 안된건지에 대한 답이다! 이 둘은 매우 매우 비슷하지만 이 3n block(씨앗이 개판되는거) 덕분에 tetra가 diploidy 와 교배되어 다시 2n이 되는 것이 막아지는 것

8. Paternal Excess interploidy crosses : paternal excess 는 더크지만 endosperm 이 제대로 안형성되고 이상한 액체만 남아있는걸 볼 수 있다.

 - spieces specific 하다. 영 다르다

 - Col : 콜럼비아 accesstion 아라비돕시스

 - Ler 라즈버그 아라비돕시스

9. Triploid admetos seeds are viable : 3x wt 는 2n col * 4n col -> 3n col, 90프로가 맛탱이가 감

 - admetos 라는 유전자를 mutate 하니까 3n 도 잘도 살아남더라.

10. Development of admetos seeds : 

11. paternal adm rescue the .. : col * 4n adm 에서 col 이 maternal 이다. 즉 admetos is PEG

 - 즉 ADM 

 - osd1 을 4n Col라고 생각하면 된다.

12. admetos 는 FLC 이런것과 다르게 아직은 function unknown gene 이다. only known as sequence

13. ADM interacts with AHL10 : repressive, 즉 k9 or k27. 실제로는 K9

14. triploid ahl10 : 

15. ADM -AHL10 increase H3K9 : 실제로 3n endosperm 내에서 늘어난 걸 알 수 있다구

 - first example of polyploid eipigenetical modification mechanism

16. CG methylation :  

* 시험 : CHH는 small rna related 즉 . CG 는 propagated during DNA replication 즉 meitosis, meiosis에서도 유지될 수 있다구. 어디 dependant 이런 형태로 답변이 있는 폴리있다고. 이거 시험

17. bypass of Seed Abortion by Hypomethylatioin : 이건 PEG 이 아니고 met1 의 Sperm 의 영향이라는데.

 - AHL10, adem 은 Endosperm 관련이고 met은 sperm related

18. Genome-Wide DNA Methylation changes : 

19. 결론은, 3n kill 하는데 DNA MEthylation 도 histone methy 처럼 큰 역할을 한다는 것이다. 

20. RdDM methylation pathway : only pertanal

 - 위에 까지가 inter ploidy

21. Interspeicies : genetic value 관련은 가설과 관련된 그냥 값을 의미한다. 특별한 의미는 없다.

22. 우리의 가설은 SI 도 epigenetical results 라는 것. 그래서 SI 인 녀석과 다른 SI 아닌 종을 섞어섞어

23. Hybrid seed incompatibility : 

24. Endosperm Balance Number  : post zygotic hybrid barrier

 - 가설이 맞다면, Inbreeding 되는 Arten은 아닌 녀석에 비해 imprinting이 덜 되었을 것이다.

25. imprinted genes associate with : PEG 의 역할을 다시 일깨워주는데, 3n rescue 에 큰역할한다는 것.

26. 

 

[6강]

복습

1. DNA in endosperm : 디메틸레이션 수준 그래프. 

 - endosperm has less demethylation than embryo

2. Transposons : 

 - how many nucleos mature pollen : 여기서도 디메틸레이션 레벨은 다르다. 이 그래프에서 확인가능. vegetative 와 sc 에서 확인가능, 스펌이 more 디메틸레이션 . 훨씬 많이 채워져있다.

 - male Pollen 은 Sperm cell , vegitative 로 나뉘는데 sperm 이 fertilization에 쓰이고 vv는 단지 support.

 - female : cc + ec. 여기서도 마찬가지로 egg cell 도 cc 에 비해 디메틸레이션 높다. 즉, mature tissue에서는 덜 사일런싱 = 더 많은 expression

* DNA메틸레이션은 사일런싱에 관련 (익스프레션이 아님) 

3. Transposons are specifically : 위의 말을 뒷받침한다. 

 - 여기서 초록색 부분은 vegetative 파트다. 성체보다 더 많이 gene 이 발현됨을 알 수 있다

 - 14000 개의 gene 이 At 성체에서 익스프레션되는 반면 

4. Endosperm-based postzygotic : Ploidi barrier 는 pre + post 둘 다 가지긴 한다. 아래 설명은 phenotype

 - post : 엔도스펌 developmet 는 서로 타이밍이 딱 맞아야 한다. 너무 일러도, 너무 늦어도 망함

 - balanced parantel : 2n+2n 

- higer maternal dosage 는 4n + 2n

 - higher parental : 2n + 4n, 엔도스펌이 제데로 못발달 -> collapsed (엄마 케이스에도)

* early stage of At seed : Endosperm nuclear 가 작게 작게 잇다 (이게 커져서 EC). 

5. Expression of imprinted genes : molecular explanation.

 - triploid 에서는 (4n+2n or 2n+4n) 

6. epigenetic regulation in the : 3개 전부다 admetos (silencing) 에 연관

7. endosperm-based postzygotic hybridization barriers : 서로 다른 species (or sub-spiecies) 에서는 이와같이 서로 genetic value 가 maternal, paternal 상이한경우 서로 벨런스되면 hybrid 성공

8. EBN : different genetical dosage 라고 표현한다ㅏ. ebn 이 같아야 된다

 - diploid 2n (same ebn) + diploid 2n (same ebn) 이면 썩쎄스

 - tetraploid 4n (ebn 1) + diploid 2n (ebn 2) 도시지가 맞으니까 요것도 된다고.

 

Small RNAs = sRNA (miRNA, noncoding RNA, SiRNA...)

1. DNAm + histon methylation + Chromatin me(이건 너무 어려워서 별로 안했다) + SiRNA (스트레스 반응과 관련. 이번에 할거임)

1. What are small RNAs? 

 - mRNA 에 집중해서 말할거임. 

  과정은 3가지. DND surpress or degrade DNA or Protein

2. Small RNAs are siRNAs, .. 

 - siRNA : dgrade

 - miRNA : have own promoter, post transcriptional gene

 - phasi/tasi RNA : secondary RNA, 이말은 miRNA 가 이들을 만든다.

 - miRNA, phasi, tasi는 펑셔넌ㄹ similar

3. small RNAs can be derived : about structure. 어떻게 이 RNA 만들어지나

 - RNA 에서 reverse  어케해서

 - double stranded RNA : dsRNA. 너무 깊게는 안들어갈거다

 - haripin, ds RNA 이 둘이 small RNA origin

4. history : the discovery of small RNAs : 

5. manipulation of calcone synthase expression : transgene silencing plant 의 first example

6. hypothesis : 

 - sense / antisense : 시작코돈 ATG -> 스탑코돈 TGA 방향으로 가는게 sense. 그반대

7. surprisingly : 

8. silenced tissues : 

9. Co-suppression is : 위의 결과로부터 siRNA 기작 중 하나 밝혔다?

 - sense 가 small RNA 를 만듦 -> 만들어진게 transgenic 과 endogenous 둘다 surpress

 - 이건 paramutation 과 매우 유사하다고.

10. RNA-mediated DNA methylation : transformated PF 로 실험. 

 - Aa, Bb.. 멘델이라면 25% 씩 딱 나눠질텐데 안그렇다고

11. transcriotional gene silencing : 

 - 35S pro (promoter) : 바이러스에서 온 프로모터. 아주 강력해서 거의 모든 생물에서 발현된다. 여전히 많은 베이스 실험에서 쓰인다.

12. Studies of viral resistance in plants : gene for gene hyphothese????

13. viral resistance involves siRNA-mediated silencing : 

 - infection induced RNA silencing : 

14. samll RNAs contribute to viral-induced gene silencing (VIGS) : 

 - this small RNA represses replication of virus

 - VIGS는 아주 유용한데 왜냐하면 만들어진 small RNA 는 다른 잎에서도 발견되는데 그 말은 small RNA가 식물 내에서 생산되어 움직인다는 것이다. 즉, temporary 

15. Studies in C. elegans provided evidence of small RNAs : miRNA 는 mammal에서도 유용하다구

16. C.elegans studies also showed : RNAi (interference) 기술과 관련

17. historical studies : summary

18. the biogenesis of small RNAs in Plants : 모든 small RNA 는 기본적으로 double stranded RNA에서 시작(비록 hairpin 도 있지만서도)

 - MIR gene : micro rna gene

 - process 는 왼쪽에서 오른쪽으로 간다고.

19. Enzymes and proteins involved in small RNA biogenesis and function : 모든 small RNA가 이렇게 진행되지 

 - DC 는 포유류에서 온 dicer 라는 프로틴. DCL 은 식물이 갖는 비슷한거. Dicer Like

 - AGO : like Transporter. 

 - DCL, AGO different 한 녀석들이 small RNA진행을 위해 필수적. 요소 알아놓을 것

20. Plants have additional.. : miRNA, small RNA의 차이를 보여주는 첫번째 폴리

 - RNA plymerase 2 가 miRNA 에 필요한 이유는 miRNA 도 miRNA gene에서 만들어지기 때문

 - RNA plymerase 4 는 upstream이고 5 는 down stream

21. RNA-dependent RNA polymerase : 이말인즉슨 이 polymerase는 DNA 로부터 만들어지는게 아니라 DNA 로부터 만들어진다는 것. 

 - 시작 : single RNA virus 

 - 2번째 : replication 된다. 

 - 3번째 : DCL

 - 4번째 : AGO )Transporter) 가 옮긴다. 

 - 5번째 : RdR(식물에선 보통 이렇게 p없이 부른다) 의 목적은 single stranded -> double stranded

* 각각의 small RNA는 별개의 크기 21, 22, .. 를 갖는데 그 이유는 processed DICER 별로 사이즈가 중요하기 때문이다.

23. DICER and DICER-LIKE : 

24. miRNAs and siRNAs are processed by related but different DCL proteins : 서로 다른 식물은 서로다른 DCL

25. HEN1

- Uridylation은 다른 형태의 Modification : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28984054

26. Argonaute protein : 그 다음 단계. 문어종류 처럼 생겨서 argo

* 각각의 식물, small RNA는 diferent Polymerase, DCL, RdR, Argo 가 필요하다. 

27. There are several AGOs with diferent fuctions in plants : 

 - AGO4 의 우측하단 설명의 

DNA Methylation 을 의미한다.

 - dNA double stranded break -> AGO2

28. the biogenesis of siRNA, .. : phasi 는 시작단계 구체적으로 설명 안했다. 그냥 넘어감

29. MIR genes are...

30. phased siRNA : tasi, phasi는 꽤 비슷한데

31. several phased siRNAs are derived : 

32. several phased siRNA : 다른 small RNA 와 phasi, tasi RNA 의 가장 큰 차이

 - 다른건 한 gene에서 한개의 rNA 가 생성되지만 phased 는 1 gene 에서 several RNAs가 생성된다.

 - 파지 타시의 차이 : TAS gene 은 다른 곳에 타겟으로 가지만 phasi는 만들어진 후 스스로 다시 silencing 시킨다.

33. viral siRNAs are produced in two ways : 메커니즘

34.  viruses have suppressor proteins : gene for gene hypothesis

35. small RNAs are critical for : AGO2 protein 이 바이러스 저항력에 필요하다는 말

36. a viral suppressor protein in action : suppressor protein이 transgene silencing 도 동반한다는 말씀

37. summary: 앞에서 한거 한번더.

38. biological functions of small RNAs : 

39. samll Rnas maintain transposon silencind 앞에 한거 또한다고

40. 

41. samll RNAs can be mobile and function non-cell autonomously : siRNA or viral siRNA 는 식물 내에서 움직일 수 있다 이말이야.

 - 아래는 dcl mutant (small RNA not produced) 이고 위는 WT. 둘을 접붙이면 뿌리에서도 siRNA가 나중에 발견된다. 즉 siRNA 는 움직인다 이말이야

42. companion cell transposon activation silences TEs in gametes : 

 - vegetative nucleus (Pollen 은 vn 와 sc 갖는데) 에서 small RNA 생성 * dNA 메틸레이션은 반대였지 . sc 에서 dna 메틸레이션이 높고 vege 에서 낮고. 

 - 근데 베지에서 생성된 small rna 는 움직일 수 있어서 sc 로 가서 실제로 여기서 silencing 한다. 즉 목표는 sc

43. similary, TE activation in the central cell : 

44. mobile small RNAs contribute to developmental ptterning : 

 - patterning : differenciation of cells 는 모두 epigenetic 의 영향인데 더 구체적으로는 small RNA 덕분이다 이말이야!! 너무 과장된 것 아닐까 이 설명? 왜 같은 식물 잎에서 유전형은 같은데 다른 구조를 가지냐가 전무 에피제네틱이다? 기존의 시스템적으로 각인된 dna 영향은 여기서 지나치게 축소된 것 아닐까..?

45. miRNA 다 이말이야!!

46. 위의 설명 Leaf polarity  PHB, miR166 : 잎의 형태 (분화의 형태) 가 miRNA 영향이라는 증거

47. in roots : 뿌리의 각 부분을 분석해보면 completely different transcription pattern 이 확인된다.

 - 결론 : miR166 은 PHB(즉, PHB 가 target) degradation 을 regulation하기에 이를 통해 뿌리 분화를 컨트롤한다

48. miRNAs

49. Small rna are involved in the control of vegetative phase change : 아라비돕시스는 juvneil과 어덜트의 형태가 잎의 양 정도밖에 차이없어보이는데 선인장 이런녀석은 완전 다르다고. 그리고 이것도 miRNA 느님이 다 하셨다 이말이야

50. the miRNA miR156 is elevated in juvenile : 시간이 흐름에따라 잎의 miR156 양은 줄어든다

51. miR156 targets SPL genes, promoters of phase change : 성장과 miR156 의 correaltion 을 입증하는 과정

52. miR156 is necessary and sufficient for maintenance of juvenile phase : 

* 이걸 이용해서 항상 어린 녹차만 수확할 수 있도록 조절할 수 있을까?

53. 중요 : miRNA 는 어릴때 존재하고 이게 degraded될 수록 성체 구조로 differnciation 된다.

54. trans-acting siRNAs act in trans : 

55. .. 넘어감

56. reproductive phasiRNAs have been : steril 종자에서 신기하게 특정 phasiRNA 가 연관되어 있는 듯

 - Fertility 와 phasiRNA 가 직접적 연관되있다는 증거는 없지만 연관은 있어보인다.

57. miRNA 에 의한 target (PHB처럼) degradation 막는 여러 방법 : 3가지.

 - 1. mimic : 비슷하게 생겨서 타겟에 붙으나 사일런싱은 안함

 - 2. antisense miR : original miRNa 에 붙어서 없앤다

 - 3. 뭐였지

58. 예시 exogenous miRNA target mimics : 

59. IPS

60. samll RNAs participate : 계속 예시들. 

62. Small RNAs move between plants and pathogens, symbionts, and herbivores : 

 - fungal 이 공격하면 small RNA 는 식물에서 바이러스로, 바이러스에서  식물로 간다. 서로.

 - HIGS (host-induced gene silencing)