中國科學(xué)院生物物理研究所朱冰研究組揭示小鼠母源蛋白Pramel15促進(jìn)合子DNA去甲基化機(jī)制。相關(guān)論文8月25日發(fā)表于《自然-通訊》。

哺乳動物卵細(xì)胞受精后形成的受精卵會經(jīng)歷DNA甲基化的重編程，將繼承自親本的基因組甲基化狀態(tài)重置，為后續(xù)的組織分化、胚胎發(fā)育做準(zhǔn)備。其中，DNA甲基化維持的重要DNA甲基轉(zhuǎn)移酶DNMT1（DNA methyltransferase 1）及其輔助蛋白UHRF1在卵細(xì)胞和早期胚胎中的細(xì)胞質(zhì)滯留被認(rèn)為是這一時(shí)期基因組發(fā)生DNA被動去甲基化的主要原因。然而，這些蛋白是如何被調(diào)控，并在DNA甲基化重編程過程中發(fā)揮適當(dāng)作用的機(jī)制仍有待闡明。

該研究團(tuán)隊(duì)在前期研究中從小鼠卵細(xì)胞的cDNA文庫中篩選鑒定到一個(gè)新型的DNA甲基化調(diào)控基因Pramel15。在體細(xì)胞中過表達(dá)Pramel15會通過降解DNMT1干擾DNA甲基化在DNA復(fù)制過程中的維持。為了深入理解其在早期胚胎發(fā)育過程中的作用，研究者構(gòu)建了Pramel15敲除小鼠。研究發(fā)現(xiàn)， Pramel15可以調(diào)節(jié)受精卵DNA復(fù)制過程中細(xì)胞核內(nèi)DNMT1的水平，從而幫助早期胚胎中的DNA甲基化重編程。

近期有國內(nèi)外多個(gè)研究組發(fā)表了關(guān)于DNMT1和UHRF1在卵細(xì)胞和早期胚胎中細(xì)胞質(zhì)滯留機(jī)制的研究，發(fā)現(xiàn)SCMC相關(guān)蛋白NLRP14和PADI6分別調(diào)控了UHRF1和DNMT1的細(xì)胞質(zhì)定位。本研究表明，在早期胚胎發(fā)育過程中，除了將DNMT1和UHRF1轉(zhuǎn)運(yùn)并限制在細(xì)胞質(zhì)中，細(xì)胞核中還存在著Pramel15介導(dǎo)的DNMT1蛋白水平控制機(jī)制，對DNA甲基化重編程效率進(jìn)行調(diào)控。這一發(fā)現(xiàn)體現(xiàn)了早期胚胎中DNA甲基化重編程調(diào)控機(jī)制的復(fù)雜性，也為提高誘導(dǎo)細(xì)胞重編程效率等提供了啟發(fā).

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-51614-0

來源：《自然—通訊》