保護(hù)卵母細(xì)胞獨(dú)特表觀基因組和母體生育能力的機(jī)制
在哺乳動(dòng)物中,雌性卵母細(xì)胞供應(yīng)有限。卵母細(xì)胞具有獨(dú)特的表觀基因組,大約有一半的精子DNA甲基化,以及最終分化的體細(xì)胞。直到最近,這種獨(dú)特的DNA甲基化模式及其功能意義的調(diào)節(jié)者還不得而知?,F(xiàn)在,已經(jīng)鑒定出一種名為Stella的新型DNA甲基化調(diào)節(jié)因子,其在體細(xì)胞中的異位過(guò)表達(dá)通過(guò)破壞DNA甲基化調(diào)節(jié)因子UHRF1的功能導(dǎo)致全局DNA去甲基化。
中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所的朱兵博士領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)聯(lián)合研究小組在最近在“ 自然”雜志上發(fā)表在線(xiàn)發(fā)表的最新研究報(bào)告中發(fā)現(xiàn),斯特拉通過(guò)積極的核出口過(guò)程從核中螯合UHRF1,由Stella損失引起的UHRF1失調(diào)導(dǎo)致出生后卵子發(fā)生過(guò)程中異常DNA甲基化的積累。這些發(fā)現(xiàn)表明,第一個(gè)調(diào)控因子可以保護(hù)卵母細(xì)胞基因組的獨(dú)特甲基化狀態(tài)。
由于Stella在卵母細(xì)胞中高度表達(dá),研究人員專(zhuān)注于Stella在卵子發(fā)生過(guò)程中的體內(nèi)功能。早期的研究表明,Stella-null卵母細(xì)胞不能支持胚胎植入前胚胎的發(fā)育。該研究顯示在Stella null卵母細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄惰性區(qū)域處的優(yōu)先高甲基化。母體等位基因上的這些異常的高甲基化啟動(dòng)子嚴(yán)重影響了合子基因組的激活和胚胎植入前胚胎的發(fā)育。
有趣的是,據(jù)報(bào)道,缺乏DNA甲基化的母體基因組不會(huì)影響植入前胚胎的發(fā)育,而這項(xiàng)研究表明保持獨(dú)特的低甲基化卵母細(xì)胞基因組至關(guān)重要。
此外,研究人員發(fā)現(xiàn)DNMT1,通常被認(rèn)為是一種維持DNA甲基轉(zhuǎn)移酶,僅在體內(nèi)半甲基化DNA上有活性,是導(dǎo)致Stella缺陷卵母細(xì)胞異常DNA甲基化的主要DNA甲基轉(zhuǎn)移酶,并明確證明了從頭開(kāi)始DNMT1在體內(nèi)的甲基化活性。
這一發(fā)現(xiàn)重寫(xiě)了DNA甲基轉(zhuǎn)移酶的教科書(shū)分類(lèi)。此外,它揭示了DNMT1在有絲分裂后細(xì)胞中的功能作用,這可能有助于揭示DNMT1在衰老中的作用。
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