Xenopus laevisの精子から高メチル化rDNAを卵細胞に転写する

科学分野:

• 分子生物学は分子生物学である.
• 発達生物学 発達生物学について
• エピジェネティクス エピジェネティクス

背景:

• リボソームRNA (rRNA) 遺伝子は,ゲノム内の複数のコピーで存在します.
• 各rRNA遺伝子の重複単位には,前駆性rRNAのコーディング領域とスペーサー領域が含まれています.
• これらの重複単位内のサイトシン・グアニン (C-G) ディヌクレオチドはメチル化され,重要な表遺伝的変化となる.

研究 の 目的:

• ソマティック細胞と精子の間のリボソームDNA (rDNA) の微分DNAメチル化の機能的重要性を調査する.
• 重度にメチル化されている精子のrDNAが卵細胞に転写できるかどうかを判断する.
• 胚の発達初期におけるrDNA転写にデメチル化が前提条件であるかどうかを評価する.

主な方法:

• Xenopus laevisから精子のrDNAを分離した.
• 分離された精子のrDNAを卵細胞に微量注入する.
• 卵細胞における精子のrDNA転写効率の評価.
• 制限エンドヌクレアゼと直接シーケンシングを用いた精子rDNAにおけるC-Gダイヌクレオチドのメチル化状態の分析.

主要な成果:

• 精子のrDNAは,プロモーター領域を含むCpG部位でメチル化が激しいにもかかわらず,卵細胞のクローンされたrDNAと同じくらい効率的に転写されます.
• 卵細胞内の注射された精子のrDNAに検出可能なメチル化損失は発生しませんでした.
• ソマティックrDNAの特徴である非メチル化60塩基対 (bp) 配列 (NTS-60) は,この実験システムでの転写の前提条件ではありません.

結論:

• rDNAの脱メチル化は,卵細胞での効率的な転写のために必要ではありません.
• 精子のrDNAのメチル化状態は,卵細胞環境に導入されると,その転写能力を阻害しない.
• これらの発見は,rDNA転写の開始に普遍的に発達性脱メチル化が必要であるという仮定に異議を唱える.