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表观遗传调控是指不影响DNA序列,通过对DNA和组蛋白的修饰或染色质高级结构的改变从而影响基因的转录状态。表观遗传调控的基因沉默主要包括转录水平基因沉默和转录后水平基因沉默两种方式。转录水平的基因沉默可以被多种途径所调节,其中包括DNA复制和DNA损伤修复调控的转录水平基因沉默途径(DNA replication and repair-mediated transcriptional gene silencing,DRR-TGS)。本研究使用一个带有稳定的ProRD29A:LUC和Pro35S:NPTⅡ转基因结构的L119株系作为野生型。L119中LUC和NPTⅡ位点都发生了基因沉默,所以本研究以MPTⅡ位点作为报告基因,用EMS诱变L119以筛选NPTⅡ发生转录激活的突变体,希望寻找参与转录水平基因沉默途径的蛋白。经过筛选得到了 RTEL1(Regulator of telomere length 1),RTEL1编码一个解旋酶,并且.参与DNA复制与DNA损伤响应过程。在rtel1-3突变体中,NPTⅡ的表达量相对于L119有显著上调,但LUC的转录水平没有受到影响。进一步的实验结果表明,RTEL1调控NPTⅡ的转录并不依赖于DNA甲基化,而是通过影响组蛋白H3的水平来实现。用多种DNA损伤试剂处理L119可以激活L119中NPTⅡ的表达,这说明NPTⅡ的转录可以被DNA损伤所调控。而RTEL1的缺失可以在体内模拟一种cross-link的损伤状态,因此rtel1-3突变体中NPTⅡ的激活可能与这种损伤状态有关。综上所述,我们认为RTEL1是参与DRR-TGS途径的一个新的作用因子。rtel1-3突变体表现出根短以及根尖分生区DNA复制活性减弱的表型,说明拟南芥RTEL1参与DNA复制的过程。retl1-3突变体对MMS、Cisplatin的处理有敏感的表型,而对HU处理具有抗性。除此之外,rtel1-3对zebularine处理有超级敏感的表型。Zebularine是胞嘧啶类似物,它一方面可以作为DNA甲基化抑制剂,另一方面也可以造成DNA损伤。RG108是另一种DNA甲基化抑制剂,它几乎不会引起DNA损伤。rtel1-3对RG108处理的表型与L119一致,说明rtel1-3对zebularine的敏感是由其造成的DNA损伤而不是低甲基化状态引起的。DDM1和MET1是负责维持体内DNA甲基化的蛋白,之前有报道称DDM1可以参与体内DNA损伤修复的过程。在DDM1和MET1发生突变后,DNA甲基化水平有显著降低,而且ddm1-101和met1-101突变体对zebularine和损伤试剂的处理与野生型相比都更加敏感。rtel1-3 ddm1-101和rtel1-3 双突变体表现出严重的生长缺陷,但是rtel1-3与RdDM途径成员的双突变体却与rtel1-3的生长表型一致。这说明rtel1-3 ddm1-101和rtel1-3 的生长表型是由双突变体中DNA损伤修复的缺陷而不是DNA甲基化降低引起的。以上结果表明,RTEL1与DDM1、MET1相互协同地在DNA损伤修复的过程中行使各自的功能,从而共同维持基因组的稳定性。