2012年12月8日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,，來自巴布拉漢研究所的研究人員揭示了,，發(fā)育中的卵細胞和精細胞如何以及何時進行自身細胞重新調整,，為新胚胎的產生做準備。我們都知道小分子的化學基團可以嵌合入DNA中來改變基因的活性，對于DNA來說，這些修飾是在胚胎發(fā)育過程乃至人的一生中所獲得的,；但是在不成熟的卵細胞和精細胞中，大部分的修飾都可以被移除用來重新設定DNA從而去除其環(huán)境記憶,，解析這種重編程機制對于理解人類機體的發(fā)育以及修飾的遺傳具有至關重要的作用,。相關研究成果刊登于國際雜志Molecular Cell上。
沒一個個體機體中所有的細胞都存在相同的DNA序列,，而且DNA序列的改變影響著不同類型細胞的形成,。比如不同的基因可以被開關，對于失活的基因通常存在小分子的化學修飾,，俗稱為甲基化基團,，其加入到基因上，可以促進基因的調節(jié),。這項研究揭示了在卵細胞和精細胞發(fā)育的早期階段這些甲基化基團的行為表現(xiàn),。
研究者Stefanie Seisenberger表示，我們獲得了一種高分辨率的圖像來揭示從原生殖細胞DNA中取出甲基化基團的位置以及時間,，通過研究我們發(fā)現(xiàn),，大部分的去甲基作用比我們認為的發(fā)生的要早一些，這可以幫助我們理解哺乳動物甲基化集團去除的過程,。在研究中我們發(fā)現(xiàn)了一種意外可喜的結果，我們鑒別出了可以避免去甲基化作用的DNA區(qū)域,，其可以幫助揭示環(huán)境信息如何影響個體進行遺傳行為,，更有意思的是，其中的一個DNA區(qū)域與II型糖尿病發(fā)病相關,。
這項研究中,，研究者表示，最近的一些研究證實,，在哺乳動物中,，環(huán)境信息可以由母體遺傳給后代，比如,，高脂肪飲食的小鼠所生出的后代小鼠會存在代謝調節(jié)改變的問題,，但是具體原因尚不清楚。本文研究揭示了,，DNA甲基化基團的不完全移除在精細胞中發(fā)生的頻率要高于在卵細胞中發(fā)生的頻率,，這就表明基因的遺傳調控程度比我們所認為的要大的多,，研究僅僅幫助我們理解遺傳和發(fā)育的分子機制，而且也幫助我們理解了肥胖及糖尿病疾病的易感性相關研究,。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1016/j.molcel.2012.11.001
PMC:
PMID:
The Dynamics of Genome-wide DNA Methylation Reprogramming in Mouse Primordial Germ Cells
Stefanie Seisenberger1, Simon Andrews2, Felix Krueger2, Julia Arand3, Jörn Walter3, Fátima Santos1, Christian Popp1, Bernard Thienpont1, 4, Wendy Dean1, Wolf Reik1
Genome-wide DNA methylation reprogramming occurs in mouse primordial germ cells (PGCs) and preimplantation embryos, but the precise dynamics and biological outcomes are largely unknown. We have carried out whole-genome bisulfite sequencing (BS-Seq) and RNA-Seq across key stages from E6.5 epiblast to E16.5 PGCs. Global loss of methylation takes place during PGC expansion and migration with evidence for passive demethylation, but sequences that carry long-term epigenetic memory (imprints, CpG islands on the X chromosome, germline-specific genes) only become demethylated upon entry of PGCs into the gonads. The transcriptional profile of PGCs is tightly controlled despite global hypomethylation, with transient expression of the pluripotency network, suggesting that reprogramming and pluripotency are inextricably linked. Our results provide a framework for the understanding of the epigenetic ground state of pluripotency in the germline.
