何川教授最新表观遗传学研究成果

【字体: 时间:2016年10月10日 来源:生物通

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  近期,来自美国芝加哥大学、中科院动物研究所和浙江大学的研究人员,在Nature子刊《Nature Communications》发表一项研究表明,在脊椎动物的早期发育过程中,6mA积累了多达0.1%到0.2%的脱氧腺苷,但是随着胚胎发育的进展减少至本底水平。在这个过程中,很大一部分6mA位于基因组中的重复区域。

  

生物通报道:DNA N6-甲基脱氧腺苷(6mA)是一个众所周知的原核DNA修饰,已被证明存在于真核生物DNA中,并发挥表观遗传学的作用。近期,来自美国芝加哥大学、中科院动物研究所和浙江大学的研究人员,在Nature子刊《Nature Communications》发表一项研究表明,在脊椎动物的早期发育过程中,6mA积累了多达0.1%到0.2%的脱氧腺苷,但是随着胚胎发育的进展减少至本底水平。在这个过程中,很大一部分6mA位于基因组中的重复区域。

加州大学的何川教授、中科院动物研究所的陈大华(Dahua Chen)研究员和浙江大学动物科学学院的汪以真(Yizhen Wang)教授,是本文共同通讯作者。点击阅读更多研究成果:陈大华最新综述:piRNA到底是什么何川教授Cell子刊发布DNA甲基化分析新技术何川教授eLife最新表观遗传学成果

动态的DNA甲基化使遗传代码扩大至超越四种碱基,并携带重要的表观遗传信息,可以在细胞或生物体的后代之间进行传递。DNA甲基化——如N4-methyldeoxylcytosine, 5-methyldeoxycytosine (5mC or m5dC)和N6-methyldeoxyadenosine (6mA or m6dA),已知存在于生物体内,并具有功能性的作用。在限制修饰系统中,N4-methyldeoxylcytosine和6mA主要被原核生物用来保护自己的基因组免于外源DNA入侵,而5mC最出名的是在真核生物中发挥重要的表观遗传学作用,特别是在哺乳动物和植物中。

虽然5mc和6mA是几乎在几十年前的同一时间被发现的,但是对于6mA的关注因其在多细胞真核生物中的低丰度和技术的局限性,而受到限制。在大多数细胞和脊椎动物组织中(包括哺乳动物),6mA被检测的水平有几个到几十ppm(百万分之一),或者使用现代质谱技术根本检测不到。在大多数生物中,6mA的丰度极低,在与DNA碱基损伤相同的一个水平上,已现引起了人们对于“m6A的功能相关性”的质疑。就在最近,该研究小组和其他学者报道了6mA在衣藻、秀丽隐杆线虫和果蝇中的发现和表征,表明其潜在的表观遗传学功能。

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在衣藻中,6ma位于转录起始位点附近的AT基序中。它标志着活跃基因以及与核小体定位相关。在秀丽隐杆线虫和果蝇的基因组中,6mA分别影响代际遗传和某些转座子的表达。虽然我们一直致力于脊椎动物和哺乳动物中的6mA研究,最近发表的一项研究报道称,在非洲爪蟾和哺乳动物中检测到了6mA,尽管观察到的6mA水平非常低(0.00009%)。最近的一项研究在哺乳动物中检测到了潜在的6mA去甲基酶,这仍然需要通过生理生化研究加以证实。即使经过了富集,所报道的6mA报道水平还是比较低。这种修饰被发现在编码区中被耗尽,并可能存在于在AG序列内容。

在这项工作中,研究人员在斑马鱼和猪中描述了DNA 6mA修饰。结果发现,6mA在早期胚胎发育积累到比较高的丰度(6mA/A高达0.1%–0.2%),但是随着发育的进展衰减至本底水平。在这个过程中,大量的6mA位于基因组中的重复区域。

(生物通:王英)

生物通推荐原文摘要:
Abundant DNA 6mA methylation during early embryogenesis of zebrafish and pig
Abstract: DNA N6-methyldeoxyadenosine (6mA) is a well-known prokaryotic DNA modification that has been shown to exist and play epigenetic roles in eukaryotic DNA. Here we report that 6mA accumulates up to ∼0.1–0.2% of total deoxyadenosine during early embryogenesis of vertebrates, but diminishes to the background level with the progression of the embryo development. During this process a large fraction of 6mAs locate in repetitive regions of the genome.


 

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