DNA甲基化与细胞记忆机制_前沿资讯

2023-04-12 06:51:10 来源:哔哩哔哩


(资料图片)

1.细胞重编程通常很缓慢且效率很低,这表明细胞往往具有高度稳定的记忆机制,DNA甲基化作为一种稳定的表观遗传修饰,是细胞记忆机制的重要组成部分。

2.在DNA复制时,甲基化模式可能通过半保留的方式得以维持,这种具有维持性甲基化的功能酶是DNMT1,抑制DNA甲基化可提高细胞重编程的效率,支持DNA甲基化在细胞记忆中的功能。

3.哺乳动物发育过程中,DNA甲基化经历两次全基因组范围的去除和重建,第一次去甲基化发生在胚胎植入前期,即受精卵至囊胚阶段,导致大部分从亲代遗传来的DNA甲基化修饰被清除,但基因组印记控制区和部分转座元件内的甲基化标记被保留,胚胎植入后,基因组发生广泛的甲基化,使DNA甲基化模式得以重建。第二次广泛去甲基化发生在原生殖细胞中,基因组印记控制区的DNA甲基化标记在期间被清除,在配子发生后期,生殖细胞根据雌雄而建立特异性的DNA甲基化模式,包括重建DNA甲基化印记。

4.DNMT1由C端催化区和N端调节区组成,体外甲基化实验表明,DNMT1对半甲基化CpG位点的活性远高于对非甲基化CpG位点的活性,符合维持性DNA甲基转移酶的特性,DNMT1在增殖细胞中广泛表达,而在非增殖性细胞如休眠细胞和衰老细胞中通常表达较低,免疫荧光显示,在细胞周期的DNA复制的S期,DNMT1聚焦于复制灶内,表明其功能与DNA复制偶联。

5.DNA甲基化与组蛋白修饰密切相关,DNMT3a和DNMT3b调节区域的PWWP和ADD结构域通过与特殊的组蛋白修饰结合而在决定其功能特异性方面发挥重要作用。

6.DNMT3a和DNMT3b主要负责DNA从头甲基化,DNMT3a与DNMT3b的表达模式与胚胎发育过程中DNA从头甲基化的时间高度吻合,这两种酶在早期胚胎、胚胎干细胞及生殖细胞中高表达,而胚胎干细胞分化后明显降低,在体细胞中的水平通常很低。此外体外酶活性实验表明,这两种酶对含有非甲基化和半甲基化的CpG位点的DNA底物具有较高的催化效率。

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