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DNA Damage-Induced Transcription of Transposable Elements and Long Non-coding RNAs in Arabidopsis Is Rare and ATM-Dependent

引用

Molecular Plant 2016年第8期9卷 1142-1155页

作者： Zhenxing Wang Rainer Schwacke reinhard kunze institute of Biology - Applied Genetics Dahlem Centre of Plant Sciences - DCPS Freie Universit~t Berlin Albrecht-Thaler-Weg 6 14195 Berlin Germany Forschungszentrum JQlich GmbH Institute of Bio- and Geosciences Plant Sciences (IBG-2) 52425 JQlich Germany

Induction and mobilization of transposable elements （TEs） following DNA damage or other stresses has been reported in prokaryotes and eukaryotes. Recently it was discovered that eukaryotic TEs are frequently associated with long non-coding RNAs （IncRNAs）, many of which are also upregulated by stress. Yet, it is unknown whether DNA damage-induced transcriptional activation of TEs and IncRNAs occurs sporadically or is a synchronized, genome-wide response. Here we investigated the transcriptome of Arabidopsis wild- type （WT） and ataxia telangiectasia mutated （atm） mutant plants 3 h after induction of DNA damage. In WT, expression of 5.2% of the protein-coding genes is 〉 2-fold changed, whereas in atm plants, only 2.6% of these genes are regulated, and the response of genes associated with DNA repair, replication, and cell cy- cle is largely lost. In contrast, only less than 0.6% of TEs and IncRNAs respond to DNA damage in WT plants, and the regulation of 〉95% of them is ATM-dependent. The ATM-downstream factors BRCA1, DRM1, JMJ30, AGO2, and the ATM-independent AGO4 participate in the regulation of individual TEs and IncRNAs. Remarkably, protein-coding genes located adjacent to DNA damage-responsive TEs and IncRNAs are frequently coexpressed, which is consistent with the hypothesis that TEs and IncRNAs located close to genes commonly function as controlling elements.

关键词： Arabidopsis thaliana ataxia telangiectasia mutated DNA damage response transposable element,long non-coding RNA

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