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

哺乳動物卵細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)育做準備。其中，DNA甲基化維持的重要DNA甲基轉移酶DNMT1（DNA methyltransferase 1）及其輔助蛋白UHRF1在卵細胞和早期胚胎中的細胞質滯留被認為是這一時期基因組發(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)揮適當作用的機制仍有待闡明。

該研究團隊在前期研究中從小鼠卵細胞的cDNA文庫中篩選鑒定到一個新型的DNA甲基化調(diào)控基因Pramel15。在體細胞中過表達Pramel15會通過降解DNMT1干擾DNA甲基化在DNA復制過程中的維持。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復制過程中細胞核內(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)外多個研究組發(fā)表了關于DNMT1和UHRF1在卵細胞和早期胚胎中細胞質滯留機制的研究，發(fā)現(xiàn)SCMC相關蛋白NLRP14和PADI6分別調(diào)控了UHRF1和DNMT1的細胞質定位。本研究表明，在早期胚胎發(fā)育過程中，除了將DNMT1和UHRF1轉運并限制在細胞質中，細胞核中還存在著Pramel15介導的DNMT1蛋白水平控制機制，對DNA甲基化重編程效率進行調(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)控機制的復雜性，也為提高誘導細胞重編程效率等提供了啟發(fā).

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

來源：《自然—通訊》