|
|
|---|
| Simonsson, S. & Gurdon, J. DNA demethylation is necessary for the epigenetic reprogramming of somatic cell nuclei. Nature Cell Biol. 6, 984–990 (2004) | | | | |
Fujita, N. & Wade, P. A. Nuclear transfer: epigenetics pays a visit. Nature Cell Biol. 6, 920–922 (2004) | | | |
WEB SITE
Рис. | DNA methylation and demethylation
Cell. - 2006. - V. 125, No 2, P. 213-217
Метилирование маркирует лизиновые остатки гистоновых белков, как полагают, вносит вклад в эпигенетический феномен частично благодаря его кажущейся необратимости. Изменится ли эта точка зрения после недавнего открытия деметилаз лизинов гистонов, так как возникает возможность удаления метиловых меток? Обсуждается возможная роль этого процесса на эпигенетические изменения.
Паттерн экспрессии генов в ядрах соматических клеток подвергается заметным изменениям, когда они инъецируются в растущие ооциты Xenopus laevis и эти изменеия происходят в отсутствие репликации ДНК или клеточных делений. Как же происходит репреограммирование ядер? Simonsson and Gurdon задались вопросом, не участвует ли в этом деметилирование ДНК, т.к. метилирование ДНК является эпигенетически стабилизированным и устраняется только во время гаметогенеза, у ранних эмбрионов и др. специфических ситуациях.
Они начали с инъекций ядер тимуса мышей в ооциты X. laevis и установили, что транскрибируется на 4 дня раньше мышиный - ген, который обычно экспрессируется только в плюрипотентных клетках. Напротив, инъецированные депротеинизированные ядра обнаруживают экспрессию oct4 в течение двух дней, и транскрипция oct4 происходит немедленно после инъекции не метилированной ДНК. Итак, в отсутствие репрессивных белков транскрипция oct4 всё ещё задерживается, это указывает на то, что деметилирование ДНК - или некоторые др. модификации - м.б. необходимы для осуществления транскрипции.
Simonsson and Gurdon получили прямые доказательства деметилирования ДНК при анализе промоторной области oct4. Они установили, что когда ядра тимуса мышей инъецированы в ооциты X. laevis, то специфические сайты внутри промотора oct4 избирательно деметилирруются. Более того, они показали, что это деметилирование предшествует транскрипции oct4.
Для упрощения дальнейшего анализа авт. создали конструкции плазмидной ДНК, которые содержали разные области промотора oct4 и репортёрный ген. Они метилировали эти конструкции по специфическим сайтам in vitro и после их инъекции в ооциты X. laevis тестировали, как это метилирование влияет на деметилирование и транскрипцию. Они установили, что деметилирующая активность ооцитов X. laevis модифицируется этими плазмидами тем же самым образом, как если бы модифицировались ядра в целом и геномная ДНК, это указывает на то, что эта активность функционирует локально и независимо от остальной части генома. Кроме того, они показали, что деметилирование происходит, когда репликация ДНК и синтез РНК/белка ингибированы.
Затем Simonsson and Gurdon исследовали необходимые последовательности для деметилирования ДНК. Во-первых, они нашли, мутирование известных сайтов связывания транскрипционных факторов а промоторе oct4 нарушает и деметилирование и транскрипцию oct4, это указывает на необходимость связывания транскрипционных факторов. Во-вторых, они открыли необычный сайт метилирования в положении -166, который д.б. деметилирован, чтобы происходила транскрипция. Если бы это был метилированный сайт на плазмиде, то он не м. деметилироваться и транскрипция бы не происходила. Деметилирование по этому сайту нуждается в присутствии др. метилированных сайтов на той же самой ДНК, это м.б. необходимо для рекрутирования деметилирующей активности, которая затем действует в cis положении.
Деметилирующая активность, идентифицированная здесь интересна, т.к. она избирательна и действует в отсутствие репликации ДНК и синтеза РНК/белка. Итак, хотя значение этой активности ооцитов X. laevis ещё неясно, но эта работа указывает на то, что "...the selective demethylation of promoter DNA may be a general mechanism required for the reprogramming of somatic cell nuclei."
Сайт создан в системе uCoz