在哺乳動物中，雌性機(jī)體的卵母細(xì)胞數(shù)量往往有限，卵母細(xì)胞擁有一套獨特的表觀基因組，其甲基化程度相當(dāng)于精子的一半，而且卵母細(xì)胞也是一種分化程度最高的體細(xì)胞；截至目前為止，研究人員并不清楚這種獨特的DNA甲基化的調(diào)控模式以及其相關(guān)的功能。

圖片來源：CC0 Public Domain

近日，一項刊登在國際雜志Nature上的研究報告中，來自中國科學(xué)院生物物理研究所朱冰教授的研究團(tuán)隊通過研究就鑒別出了一種新型的DNA甲基化調(diào)節(jié)子—Stella，其在體細(xì)胞中的異位過量表達(dá)會通過干擾DNA甲基化調(diào)節(jié)子UHRF1的功能來誘發(fā)全面的DNA去甲基化作用。

文章中，研究者揭示了Stella如何通過一種活性的核輸出過程將調(diào)節(jié)子UHRF1從細(xì)胞核隔絕，而Stella缺失所引發(fā)的UHRF1功能失調(diào)會導(dǎo)致卵子發(fā)生期間異常DNA甲基化的積累，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)揭示了首個調(diào)節(jié)性因子能夠保護(hù)卵母細(xì)胞基因組特殊的甲基化狀態(tài)。

由于Stella在卵母細(xì)胞中處于高度表達(dá)的狀態(tài)，隨后研究人員重點對卵子發(fā)生期間Stella的體內(nèi)功能進(jìn)行了研究，此前研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)，沒有Stella的卵細(xì)胞并不能夠支持植入前胚胎的發(fā)育，本文研究中研究者闡明了缺失Stella的卵母細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄惰性區(qū)域所發(fā)生的預(yù)先高度甲基化過程。這些母源性等位基因上超甲基化的異常啟動子會嚴(yán)重影響合子基因組的激活以及植入前胚胎的發(fā)育。

更有意思的是，缺少DNA甲基化的母源性基因組似乎并不會影響植入前胚胎的發(fā)育，本文研究表明，保持一種獨特的低甲基化狀態(tài)的卵母細(xì)胞基因組至關(guān)重要。此外，研究者還發(fā)現(xiàn)，通常被認(rèn)為能維持DNA甲基轉(zhuǎn)移酶功能的特殊分子—DNMT1，僅會在體內(nèi)半甲基化的DNA中處于激活狀態(tài)，而且其也是引發(fā)Stella缺失的卵母細(xì)胞中異常DNA甲基化的DNA甲基轉(zhuǎn)移酶，同時也能證明DNMT1在體內(nèi)的去甲基化活性。

最后研究者表示，本文研究重寫了教科書中對DNA甲基轉(zhuǎn)移酶的分類，同時還闡明了DNMT1分子在有絲分裂后期細(xì)胞中的功能性角色，這或許能夠幫助闡明DNMT1在機(jī)體老化過程中所扮演的關(guān)鍵角色。

原始出處：

Yingfeng Li, Zhuqiang Zhang, Jiayu Chen, et al.Stella safeguards the oocyte methylome by preventing de novo methylation mediated by DNMT1,Nature(2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0751-5