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北大、中科院Cell子刊发布表观遗传学重要发现
点击次数：724 发布时间：2014-9-15
来自中科院上海生命科学研究院和北京大学的研究人员在新研究中发现，哺乳动物受精卵中的雄性和雌性原核DNA均经历了广泛的主动和被动去甲基化。这些研究结果发布在9月11日的《细胞干细胞》（cell stem cell）杂志上。
中科院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所的徐国良（Guo-Liang Xu）研究员、李劲松（Jinsong Li）研究员以及北京大学的汤富酬(Fuchou Tang)研究员是这篇论文的共同通讯作者。
基因组表观遗传重组出现在细胞发育潜能发生变化的时期。早期植入前胚胎的表观遗传重编程对于细胞分化和胚胎的生长发育至关重要，这涉及到表观遗传印记（尤其是DNA甲基化）的消除和重建过程。配子特异性5-甲基胞嘧啶(5mC)模式是哺乳动物精子和卵母细胞表观基因组的重要特征，在早期胚胎发生过程中这一模式经历重编程，从而建立起*的发育潜能。
以往的研究表明，在受精卵中父系基因组会经历主动去甲基化，而母系基因组则可保持甲基化的状态不变，直到随后的卵裂过程中通过DNA复制被动去甲基化。研究人员认为，主动去甲基化的过程主要依赖于Tet家族双加氧酶和胸腺嘧啶DNA糖基化酶(TDG)。Tet酶可将DNA中的5mC(5-甲基胞嘧啶)和5hmC(5-羟甲基胞嘧啶)进一步氧化为第7种碱基:5-羧基胞嘧啶(5caC);而 TDG可以特异性地识别这一新的碱基修饰形式,并将其从基因组中切除。这一DNA主动去甲基化的途径为：5mC→5hmC→5caC→C（延伸阅读：中科院徐国良Nature文章）。
在这篇文章中，研究人员报道称发现在有丝分裂之前母系和父系基因组均经历了广泛的主动和被动去甲基化。采用DNA复制抑制剂阿非迪霉素（aphidicolin）可以阻断被动去甲基化，而在雄性和雌性原核中删除Tet3则可破坏主动去甲基化。在主动去甲基化位点，5mCs被处理为未经修饰的胞嘧啶。令人惊讶的是，从受精卵中删除TDG不会影响去甲基化过程，这表明在Tet3介导氧化的下游存在有其他的去甲基化机制。