4個研究小組調(diào)查了DNA甲基化在向小鼠胚胎干(ES)細胞傳遞環(huán)境信號時扮演的角色,。這些發(fā)現(xiàn)表明,,DNA甲基化水平可能受到細胞環(huán)境的調(diào)整,包括營養(yǎng)信號,。
Habibi等人和Ficz等人聚焦于在一個無血清培養(yǎng)基——包含有兩個小分子激酶抑制劑(2i)——中培養(yǎng)的ES細胞中發(fā)生的DNA甲基化的變化,,相比于在一個含血清的培養(yǎng)基中培養(yǎng)的ES細胞,這種做法已知能夠產(chǎn)生更穩(wěn)定的ES細胞系,。利用亞硫酸氫鹽測序,,他們發(fā)現(xiàn)在小鼠ES細胞中采用2i治療導致了全基因組的脫甲基化。因此,,與僅僅來自血清的ES細胞相比,,受過處理的細胞變得更加去甲基化——類似于早期胚胎內(nèi)細胞團中的細胞。DNA甲基化已知能夠被重新轉(zhuǎn)甲基酶DNMT3A和DNMT3B所沉積,,同時也可能被羥化酶TET1和TET2所改進,,從而形成5hmC。對DNA甲基化動力學進行的一次更細致分析顯示,,在2i治療中,,甲基化在脫甲基化區(qū)域以一種逐漸的方式減少,并且這伴隨著羥甲基化作用的增加,。
這兩個研究小組發(fā)現(xiàn),,2i治療導致了Dnmt3a、Dnmt3b以及它們的調(diào)節(jié)劑Dnmt3l的下調(diào),。此外,,F(xiàn)icz等人指出,TET2的水平在增加,。這些作者隨后利用一種Nanog和Prdm14,,鑒定了一種Dnmt3b啟動子中的順式-調(diào)節(jié)位點,旨在了解是否刪除減少了Dnmt3b對2i抑制劑的響應,。這為纖維原細胞生長因子信號通道提供了一種聯(lián)系,,因為這一通道已知能夠維持Nanog的表達。羥甲基化作用在脫甲基過程中的作用更涉及到脫甲基區(qū)域中TET1-結(jié)合位點的存在,。此外,,F(xiàn)icz等人發(fā)現(xiàn),,Tet1敲除與Tet2敲除的結(jié)合導致了5hmc中的一種大量減少,以及脫甲基2i治療上的一種延遲,。
Blaschke等人的研究從一個偶然發(fā)現(xiàn)的觀測結(jié)果開始:維生素C誘導基因表達在ES細胞中發(fā)生變化,。這些作者和Yin等人發(fā)現(xiàn)隨著甲基化水平的減少,在維生素C進行治療的ES細胞系中,,5hmC的水平出現(xiàn)了一個短暫的增加,。這些變化伴隨著200個基因的一個基因表達增加,這與一種沉默標志的損失相關——然而,,TET和DNMT的表達并沒有受到影響,。事實上,兩個研究小組都發(fā)現(xiàn),,維生素C能夠直接增加TET激酶的催化劑活性,,并且Tet雙敲除的ES細胞在5hmC或5mC中并沒有表現(xiàn)出變化,并且作為對維生素C治療的響應,,抑制了基因表達變化,。因此,這種激酶的直接調(diào)整能夠誘導DNA甲基化的變化,。
DNA甲基化通過信號通道或營養(yǎng)因子的響應能力為其他這樣的因子被鑒別,,并且最終被控制打開了大門(生物谷Bioon.com)。
生物谷推薦的英文摘要
Nature doi:10.1038/nrg3556
Signalling to DNA methylation
Hannah Stower
Four groups have investigated the role of DNA methylation in transmitting environmental signals to mouse embryonic stem (ES) cells. The findings suggest that DNA methylation levels may be modulated by the milieu of the cells,, including nutritional signals.
Habibi et al. and Ficz et al. focused on the changes to DNA methylation that occur in ES cells on...