幾年前,湯姆森科技信息集團旗下《科學觀察》(Science Watch)評出了的高影響力論文數量最多的研究人員。原北卡羅萊納大學醫學院生物化學與生物物理學系教授、霍華德?休斯醫學研究院(HHMI)研究員張毅(現就職于哈佛醫學院)成為分子生物學和遺傳學領域高影響力論文的數量最多的前十位頂級科學家之一。其大量文章被Nature、Science和Cell等世界頂級生物科學雜志收錄,是表觀遺傳學DNA甲基化研究領域的權威專家。
10月2日,張毅教授在《細胞干細胞》(Cell stem cell)發表的最新研究論文中,證實在小鼠受精卵中Tet3和DNA復制介導了父源和母源基因組去甲基化。
哺乳動物細胞特定的甲基化模式,是在發育過程中逐漸形成的。在哺乳動物個體發育過程中,基因組甲基化譜式經歷了兩次較大規模的重構:第一次發生在早期胚胎發育過程中的著床前階段。第二次重編則發生在配子形成過程中。
以往的研究表明,當受精發生后,Tet3介導的5mC(5-甲基胞嘧啶)氧化以及DNA復制依賴性的稀釋作用促成受精卵中的父源基因組首先發生整體去甲基化。與此同時,母源基因組則通過DNA復制這一途徑以較慢的速度經歷被動的去甲基化過程。整個二倍體基因組的甲基化水平在著床前達到最低的水平。在著床以后,隨著各個組織的細胞分化,基因組的甲基化模式根據其所在的細胞類型而重新建立起來。
在這篇文章中研究人員提供了Tet3耗盡或DNA復制受到抑制的受精卵中父源和母源基因組的全基因組范圍DNA甲基化圖譜。他們發現在兩種基因組中,抑制DNA復制可獨立于Tet3功能阻斷DNA去甲基化,Tet3聯合DNA復制促進了DNA去甲基化。研究數據表明,在父源和母源基因組中,DNA復制依賴性的稀釋作用是父源DNA去甲基化的主要促成因子,Tet3只部分介導了父源DNA去甲基化,并且在母源基因組中也發生了Tet3依賴性的DNA去甲基化。此外,研究人員證實受精卵基因激活不依賴于Tet3活性。
由此,新研究確定了Tet3和DNA復制各自在父源DNA去甲基化中的作用,并揭示出了Tet3對于母源基因組去甲基化的意外貢獻。
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