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北大、中科院Cell子刊發布表觀遺傳學重要發現
點擊次數：720 發布時間：2014-9-15
來自中科院上海生命科學研究院和北京大學的研究人員在新研究中發現，哺乳動物受精卵中的雄性和雌性原核DNA均經歷了廣泛的主動和被動去甲基化。這些研究結果發布在9月11日的《細胞干細胞》（cell stem cell）雜志上。
中科院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所的徐國良（Guo-Liang Xu）研究員、李勁松（Jinsong Li）研究員以及北京大學的湯富酬(Fuchou Tang)研究員是這篇論文的共同通訊作者。
基因組表觀遺傳重組出現在細胞發育潛能發生變化的時期。早期植入前胚胎的表觀遺傳重編程對于細胞分化和胚胎的生長發育至關重要，這涉及到表觀遺傳印記（尤其是DNA甲基化）的消除和重建過程。配子特異性5-甲基胞嘧啶(5mC)模式是哺乳動物精子和卵母細胞表觀基因組的重要特征，在早期胚胎發生過程中這一模式經歷重編程，從而建立起*的發育潛能。
以往的研究表明，在受精卵中父系基因組會經歷主動去甲基化，而母系基因組則可保持甲基化的狀態不變，直到隨后的卵裂過程中通過DNA復制被動去甲基化。研究人員認為，主動去甲基化的過程主要依賴于Tet家族雙加氧酶和胸腺嘧啶DNA糖基化酶(TDG)。Tet酶可將DNA中的5mC(5-甲基胞嘧啶)和5hmC(5-羥甲基胞嘧啶)進一步氧化為第7種堿基:5-羧基胞嘧啶(5caC);而 TDG可以特異性地識別這一新的堿基修飾形式,并將其從基因組中切除。這一DNA主動去甲基化的途徑為：5mC→5hmC→5caC→C（延伸閱讀：中科院徐國良Nature文章）。
在這篇文章中，研究人員報道稱發現在有絲分裂之前母系和父系基因組均經歷了廣泛的主動和被動去甲基化。采用DNA復制抑制劑阿非迪霉素（aphidicolin）可以阻斷被動去甲基化，而在雄性和雌性原核中刪除Tet3則可破壞主動去甲基化。在主動去甲基化位點，5mCs被處理為未經修飾的胞嘧啶。令人驚訝的是，從受精卵中刪除TDG不會影響去甲基化過程，這表明在Tet3介導氧化的下游存在有其他的去甲基化機制。