DNA甲基化在哺乳動(dòng)物中的主要功能

小結(jié):
1. 在胚胎發(fā)育的早期,DNA甲基化呈現(xiàn)明顯的動(dòng)態(tài)變化。
2. 印記基因是一類單等位基因,即嚴(yán)格按照親代來源表達(dá)其中一方的等位基因。
3. DNA甲基化印記經(jīng)歷建立、維持和清除三個(gè)階段。
4. X染色體失活是指雌性動(dòng)物中兩條X染色體的其中之一失去活性的現(xiàn)象,其結(jié)果是使X連鎖基因的表達(dá)水平在兩性之間達(dá)到平衡。
胚胎發(fā)育和細(xì)胞分化:
1. 胚胎植入前階段,父源和母源基因組均發(fā)生去甲基化,母源基因組主要經(jīng)歷被動(dòng)去甲基化,即在卵裂過程中因DNA甲基化不能維持而隨著DNA復(fù)制被漸進(jìn)性稀釋,父源基因組則主動(dòng)去甲基化和被動(dòng)去甲基化兩種機(jī)制清除DNA甲基化標(biāo)記。
2. 受精后不久,來自卵母細(xì)胞的TET3首先將雄原核內(nèi)的5mC依次轉(zhuǎn)化為5hmC、5fC和5caC,然后5hmC、5fC和5caC會(huì)在卵裂過程中發(fā)生被動(dòng)稀釋,5fC和5caC也可被胸腺嘧啶DNA糖基化酶剪切,并通過堿基切除修復(fù)以胞嘧啶取代而完成主動(dòng)去甲基化,胚胎植入后,立刻發(fā)生從頭甲基化,從而建立最初的DNA甲基化模式,在隨后的胚胎發(fā)育過程中和出生后,主要由DNMT1負(fù)責(zé)維持甲基化。
3. 由Dnmt敲除的胚胎發(fā)育表型提示,DNA甲基化對(duì)于原腸胚形成,即由囊胚分化為三個(gè)胚層的過程至關(guān)重要,對(duì)Dnmt缺失細(xì)胞的研究結(jié)果支持DNA甲基化對(duì)細(xì)胞分化的重要作用。
4. Dnmt1、Dnmt3a、Dnmt3b敲除其中任何一個(gè)基因或者三敲小鼠均不影響非分化細(xì)胞的存活,但是誘導(dǎo)敲除細(xì)胞分化時(shí)則很快出現(xiàn)細(xì)胞死亡。
5. 與小鼠胚胎干細(xì)胞不同,人類胚胎干細(xì)胞的存活依賴于DNMT1,根據(jù)基因表達(dá)譜分析,小鼠胚胎干細(xì)胞與著床前的囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)相似,而人類胚胎干細(xì)胞則與著床后的外胚葉相似。DNA甲基化對(duì)于已分化細(xì)胞的生存也是必要的。
Ref:《表觀遺傳學(xué)》 于文強(qiáng) 徐國(guó)良 主編