重编程的H3K36me2指导特定的血统后植入 de novo DNA 甲基化
Xukun Lu1,2,3,4,5, Lijuan Wang6,7, Bofeng Liu6,7
1State Key Laboratory of Reproductive Medicine and Offspring Health, Center for Reproductive Medicine, Institute of Women, Children and Reproductive Health, Shandong University, Jinan, China. luxukun@sdu.edu.cn.
在哺乳动物植入后重建DNA甲基化时,基因组蛋白修饰H3K36me2重编程至关重要. 这个过程指导了DNA甲基化在特定的血统和基因组区域的建立.
科学领域:
- 表观遗传学和发育生物学
- 哺乳动物早期发育
- 基质子修饰和DNA甲基化动力学
背景情况:
- 哺乳动物DNA甲基化在受精后被全球消除,并在植入后重新建立.
- 控制这种DNA甲基化重编程的精确机制仍然不完全理解.
- 基因突变在发育过程中对表观遗传状态的调节起着至关重要的作用.
研究的目的:
- 在小鼠早期发育过程中研究基因素修饰H3K36二甲基化 (H3K36me2) 的重编程.
- 阐明H3K36me2在植入后重建DNA甲基化中的作用.
- 了解H3K36me2如何影响血统和位置特定的DNA甲基化模式.
主要方法:
- 在小鼠卵细胞,早期胚胎和植入后阶段分析H3K36me2模式.
- 研究H3K36me2甲基转移酶NSD1突变对DNA甲基化的影响.
- 检查H3K36me2,DNA甲基转移酶 (DNMT3A/DNMT3B) 和多抑制综合体1 (PRC1) 之间的相互作用.
主要成果:
- 在卵细胞转录沉默期间,H3K36me2在基因体中积累,并持续到八细胞阶段.
- De novo H3K36me2 发生在增强剂后异位基因组激活时,在植入后遍布全基因组 (除了不活跃的 X 染色体).
- NSD1突变损害了植入后的DNA甲基化,特别是在胚胎外的血统和特定的促进体中,而DNMT3B可以部分绕过H3K36me2的要求,与DNMT3A不同.
结论:
- H3K36me2重编程是哺乳动物植入后DNA甲基化建立的关键调节者.
- 这项研究揭示了DNMT3A和DNMT3B在利用H3K36me2/3标记进行DNA甲基化方面的不同作用.
- 通过通过PRC1/H2AK119ub1.1介导的H3K36me2排除,DNA甲基化谷被保护免受新甲基化.
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