來(lái)自埃默里大學(xué)生物系和耶魯大學(xué)遺傳學(xué)系的研究者在最新一期的Cell雜志上發(fā)表了他們?cè)诒碛^遺傳學(xué)方面的新見(jiàn)解,，文章標(biāo)題為：A C. elegans LSD1 Demethylase Contributes to Germline Immortality by Reprogramming Epigenetic Memory。
文章的通訊作者是埃默里大學(xué)生物系的William G.Kelly教授,，第一作者David J.Katz,，他是William實(shí)驗(yàn)室的博士后，現(xiàn)任埃默里大學(xué)副教授,。William教授的實(shí)驗(yàn)室主要以C.elegans為模型研究干細(xì)胞的“母親”受精卵的發(fā)育情況,，研究胚胎發(fā)生期干細(xì)胞的發(fā)育情況，和多能性的維持機(jī)制,。
干細(xì)胞一直都是生命科學(xué)領(lǐng)域的香餑餑，誰(shuí)都在研究它,，可是卻沒(méi)有人知道干細(xì)胞究竟是如何從受精卵逐步發(fā)育成胚胎干細(xì)胞的呢,？當(dāng)中的各種分子機(jī)制和表觀遺傳學(xué)機(jī)制沒(méi)人清楚。而William的實(shí)驗(yàn)室正是要解開(kāi)胚胎干細(xì)胞的身世之謎,。
博士后David說(shuō),，我們的這篇文章解釋了受精卵發(fā)育的機(jī)制，簡(jiǎn)單的說(shuō),，受精卵首先要清除來(lái)自母體和父體的遺傳程序信息才可能分化成一個(gè)全新的生命,。生物學(xué)的一個(gè)經(jīng)典難題是，一個(gè)卵細(xì)胞和一個(gè)精子如何蛻變成一個(gè)新生命,？當(dāng)精子遇上卵細(xì)胞時(shí),，受精卵首先要清除來(lái)自親代的特殊程序信息（精子或卵細(xì)胞自身的遺傳程序信息），然后再開(kāi)始生長(zhǎng)成為一個(gè)新的生命。也正是這個(gè)原因,，子代與親代的表觀遺傳信息發(fā)生了深刻的變化,。
研究人員發(fā)現(xiàn)程序重排與一個(gè)特殊的組蛋白修飾作用有關(guān)，這個(gè)組蛋白修飾作用牽涉到H3K4me2 demethylase LSD1/KDM1,。如果這個(gè)組蛋白修飾發(fā)生突變將導(dǎo)致清除作用（清楚親代的表觀遺傳學(xué)信息）失效,。正常的C.elegans繁殖下一代的時(shí)候組蛋白的修飾信息不會(huì)傳遞給下一代。而如果發(fā)生突變,，組蛋白的修飾信息會(huì)一代代傳下去,，研究小組做了個(gè)實(shí)驗(yàn)，把spr-5突變（這一突變會(huì)導(dǎo)致不孕）,，同時(shí)再突變LSD/KDM1,，結(jié)果發(fā)現(xiàn)子代變得越來(lái)越繼承親代的不孕性狀。而如果再?gòu)耐饨缫M(jìn)LSD/KDM1又使得子代清除親代的表觀遺傳修飾程序的功能得以恢復(fù),。
這些結(jié)果表明,，H3K4是一個(gè)具有維持子代表觀遺傳學(xué)記憶的蛋白，而在正常情況下LSD/KDm1（一種酶）能清除這些記憶,，使得子代按照新的表觀遺傳學(xué)信息發(fā)育,。
研究小組下一步將在小鼠模型上驗(yàn)證這一結(jié)論。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原始出處：
Cell, Volume 137, Issue 2, 308-320, 17 April 2009 doi:10.1016/j.cell.2009.02.015
A C. elegans LSD1 Demethylase Contributes to Germline Immortality by Reprogramming Epigenetic Memory
David J. Katz1,T. Matthew Edwards1,Valerie Reinke2andWilliam G. Kelly1,,
1 Biology Department, Emory University, Atlanta, GA 30322, USA
2 Department of Genetics, Yale University School of Medicine, New Haven, CT 06520, USA
Epigenetic information undergoes extensive reprogramming in the germline between generations. This reprogramming may be essential to establish a developmental ground state in the zygote. We show that mutants in spr-5, the Caenorhabditis elegans ortholog of the H3K4me2 demethylase LSD1/KDM1, exhibit progressive sterility over many generations. This sterility correlates with the misregulation of spermatogenesis-expressed genes and transgenerational accumulation of the histone modification dimethylation of histone H3 on lysine 4 (H3K4me2). This suggests that H3K4me2 can serve as a stable epigenetic memory, and that erasure of H3K4me2 by LSD/KDM1 in the germline prevents the inappropriate transmission of this epigenetic memory from one generation to the next. Thus, our results provide direct mechanistic insights into the processes that are required for epigenetic reprogramming between generations.
