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The N-terminus of histone H3 is required for de novo DNA methylation in chromatin
* |0 c$ s% i. o8 r, g% n: [DNA甲基化对哺乳动物的基因组具有重要调控作用,在哺乳动物细胞中普遍存在,参与转录调控、细胞分化等许多重要的生物学过程,但目前关于DNA甲基化的发生机制尚不清楚。在这篇文章中,研究人员用酿酒酵母作为研究系统,在本身不存在甲基化的酵母基因组上建立DNA甲基化谱式,揭示了组蛋白H3 N端尾部对于DNA甲基化不可或缺的作用。进一步研究发现,辅助因子Dnmt3L能通过其PHD结构域与第四位赖氨酸未甲基化的组蛋白H3发生相互作用,进而招募DNA甲基转移酶Dnmt3a到靶位点发生起始性DNA甲基化。这一研究首次从功能上揭示了组蛋白H3K4甲基化与DNA甲基化之间的直接联系,加深了人们对DNA甲基化发生机制的认识。Dnmt3L是目前已知的唯一的起始性甲基转移酶的正调控因子,而且对起始性甲基化活性的靶向性具有重要的影响。在人类中,甲基转移酶Dnmt3a的酶活缺陷可以导致一种常染色体隐性遗传疾病-ICF综合症。研究人员在之前的研究中曾发现在早期胚胎发育过程中,Dnmt3L的启动子受到了DNA甲基化调控。体外和体内的实验结果表明,Dnmt3a, -3b, -3L都参与了这一过程。其中Dnmt3b是起主要作用的甲基转移酶,而Dnmt3L则作为重要的调控因子。进一步的研究表明,在携带Dnmt3b点突变的ICF模型小鼠中,Dnmt3L的启动子发生了严重的低甲基化。在人类ICF患者中也发现了DNMT3L的低甲基化现象,这提示DNMT3L的调控异常可能参与了ICF综合症的疾病发生过程。在这一研究基础上,研究人员提出了一个起始性甲基化活性的自调控模型,并且将这一研究进行了扩展,进一步发现了组蛋白H3K4甲基化与DNA甲基化之间的直接联系,即辅助因子Dnmt3L能通过其PHD结构域与第四位赖氨酸未甲基化的组蛋白H3发生相互作用,进而招募DNA甲基转移酶Dnmt3a到靶位点发生起始性DNA甲基化。 |
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