DEMETER DNAグリコシラーゼは,アレル特異の脱メチル化により,MEDEAポリコンブ遺伝子の自己インプリントを確立する

Mary Gehring¹, Jin Hoe Huh, Tzung-Fu Hsieh

¹Department of Plant and Microbial Biology, University of California, Berkeley, Berkeley, CA 94720, USA.

|February 14, 2006

まとめ

アラビドプシス MEDEA (MEA) のインプリントは,DEMETER (DME) によって確立され,DNAメチル化を取り除き,母性アレルを活性化します. 父親の沈黙は,母親のMEAによって維持され,DNAメチル化によって維持されません.

科学分野:

植物分子生物学植物分子生物学
エピジェネティクスエピジェネティクス
アラビドプシス・タリアナの研究

背景:

MEDEA (MEA) は,アラビドプシス (Arabidopsis) のエンドスペルムにインプリントされたポリコンブ群の遺伝子で,母性発現と父性静音化があります.
DEMETER (DME) とMETYLTRANSFERASE I (MET1) によって調節されるDNAメチル化は,MEAインプリントに関与しています.
MEAのアレル固有の発現と静止を制御する正確なメカニズムは,まだ完全に解明されていない.

研究の目的:

MEAロカスにおける母性アレル特異性低メチル化の確立におけるDEMETER (DME) の役割を調査する.
MEAの父性アレルサイレンシングの背後にあるメカニズムを決定する.
MEAインプリントにおけるDNAメチル化とポリコンブ群タンパク質の相互作用を明らかにする.

主な方法:

5メチルサイトシンに対するDMEのDNAグリコシラーゼ活性を評価するためのインビトロ生化学分析.
E. coliにおけるDMEの発現は,その酵素的機能を研究するためである.
アラビドプシスのエンドスペルム変異体におけるDNAメチル化パターンと遺伝子発現の分析.

主要な成果:

DEMETER (DME) は,内精子におけるMEA遺伝子の母性アレル特異的低メチル化に関与する.
DMEは5-メチルサイトシンをインビトロおよびE. coliで切除し,アバシス部位はDNA破裂を潜在的に防ぐ.
父のMEAサイレンシングはDNAメチル化とは無関係であり,MEAそのものを含む母親のポリコンブ群タンパク質によって制御されます.

結論:

DEMETER (DME) は,母性アレルをデメチル化することによってMEAインプリントを開始し,その活性化につながります.
ポリコンブ群のタンパク質である母性MEAは,父性MEAアレルを積極的に静止させ,エンドスペルムのインプリントを維持します.
この研究は,DNA脱メチル化とポリコンブ媒介サイレンシングが協力してインプリントを確立し維持する新しい表遺伝的メカニズムを明らかにしています.

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