惊人的发现：等位基因在父系遗传与母系遗传中表现形式不同

研究人员制造了一种特定DNA序列倒置的小鼠，以确定方向是否影响H19基因的表达。如果周围的DNA被称为甲基化的过程改变，表达也会受到影响。有趣的是，甲基化只在反向序列从父亲那里遗传时才相关。当遗传自母亲时，这种反转对H19的表达产生了相反的影响，这表明一种更复杂的机制正在发挥作用。

　　

该研究小组将重点放在了H19基因位点上，此前的研究表明，该基因位点通过基因组印迹被H19印迹控制区(ICR)控制。父系H19 ICR通过DNA甲基化修饰，而母系H19 ICR等位基因没有甲基化。H19 ICR的甲基化是抑制H19表达的部分原因。然而，H19本身也可以被甲基化，其影响尚未明确。

“虽然小鼠H19位点的一般印迹机制已经很好地建立起来，但尚不清楚H19的表达是如何受到其自身甲基化状态的影响的，”助理教授Hitomi Matsuzaki解释说，他是这项研究的主要作者。“我们之前的发现表明，H19 ICR的甲基化状态在受精胚胎植入后定向转移到H19下游，这使得很难孤立地研究这两者。”

然后，研究小组假设，通过反转H19 ICR，从而逆转其方向，他们可以减少H19甲基化，他们创造了突变小鼠来测试这一点。有趣的是，在父代遗传的倒置ICR中，H19的甲基化水平降低，因此被抑制。然而，当对母系遗传的倒置ICR基因进行同样的实验时，H19的表达水平低于未倒置的ICR等位基因，尽管其甲基化程度较低。

“我们关于母体遗传等位基因的发现是相当出人意料的，特别是考虑到父亲的数据，”助理教授Matsuzaki说。“与野生型相比，我们确实在反向等位基因中观察到略微更多的ICR甲基化。”

进一步的研究并没有提供ICR甲基化状态与母系遗传等位基因中H19表达差异有关的证据。总的来说，这些数据表明，在母体遗传中，H19的表达实际上受ICR取向的影响，但它与DNA甲基化无关。

总之，Matsuzaki助理教授和他的同事们对小鼠基因组印记的复杂本质提供了令人信服的见解。某些DNA序列的甲基化状态和方向可以以不同的方式影响在该位点上发现的基因，而且这种影响也根据等位基因来自哪个亲本而有所不同。这些结果揭示了当前的知识，并提出了有待进一步研究的有趣问题。

Hitomi Matsuzaki, Yu Miyajima, Akiyoshi Fukamizu, Keiji Tanimoto. Orientation of mouse H19 ICR affects imprinted H19 gene expression through promoter methylation-dependent and -independent mechanisms. Communications Biology, 2021; 4 (1)DOI: 10.1038/s42003-021-02939-9