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DNAメチル化は、遺伝子発現の調節とクロマチン構造の調節に関与するゲノムのエピジェネティックな修飾です。植物ゲノムは広くメチル化されており、メチル化は一般に、DNAメチルトランスフェラーゼと呼ばれる特定の酵素の活性を通じてシトシン塩基で発生します。一方、メチル化されたDNAは、デメチラーゼの作用により脱メチル化を受けることもあります。メチル化の景観は細かく調整されており、植物の発達と進化において極めて重要な役割を想定しています。このレビューでは、DNAメチル化のさまざまな分子的側面と、モデル種、作物、ランなどの装飾植物におけるこのエピジェネティックな修飾に影響されるいくつかの植物生理学的プロセスを示しています。さらに、このレビューは、植物DNAメチル化レベルの変化と生物的および非生物的ストレスに対する反応との関係を説明することを目的としています。最後に、DNAメチル化の可能な進化的意味とバイオテクノロジー応用について説明します。
DNAメチル化は、遺伝子発現の調節とクロマチン構造の調節に関与するゲノムのエピジェネティックな修飾です。植物ゲノムは広くメチル化されており、メチル化は一般に、DNAメチルトランスフェラーゼと呼ばれる特定の酵素の活性を通じてシトシン塩基で発生します。一方、メチル化されたDNAは、デメチラーゼの作用により脱メチル化を受けることもあります。メチル化の景観は細かく調整されており、植物の発達と進化において極めて重要な役割を想定しています。このレビューでは、DNAメチル化のさまざまな分子的側面と、モデル種、作物、ランなどの装飾植物におけるこのエピジェネティックな修飾に影響されるいくつかの植物生理学的プロセスを示しています。さらに、このレビューは、植物DNAメチル化レベルの変化と生物的および非生物的ストレスに対する反応との関係を説明することを目的としています。最後に、DNAメチル化の可能な進化的意味とバイオテクノロジー応用について説明します。
DNA methylation is an epigenetic modification of the genome involved in the regulation of gene expression and modulation of chromatin structure. Plant genomes are widely methylated, and the methylation generally occurs on the cytosine bases through the activity of specific enzymes called DNA methyltransferases. On the other hand, methylated DNA can also undergo demethylation through the action of demethylases. The methylation landscape is finely tuned and assumes a pivotal role in plant development and evolution. This review illustrates different molecular aspects of DNA methylation and some plant physiological processes influenced by this epigenetic modification in model species, crops, and ornamental plants such as orchids. In addition, this review aims to describe the relationship between the changes in plant DNA methylation levels and the response to biotic and abiotic stress. Finally, we discuss the possible evolutionary implications and biotechnological applications of DNA methylation.
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