DNA N6-甲基脫氧腺苷(6mA)是一個(gè)*的原核DNA修飾,已被證明存在于真核生物DNA中,并發(fā)揮表觀遺傳學(xué)的作用。近期,來自美國芝加哥大學(xué)、中科院動(dòng)物研究所和浙江大學(xué)的研究人員,在Nature子刊《Nature Communications》發(fā)表一項(xiàng)研究表明,在脊椎動(dòng)物的早期發(fā)育過程中,6mA積累了多達(dá)0.1%到0.2%的脫氧腺苷,但是隨著胚胎發(fā)育的進(jìn)展減少至本底水平。在這個(gè)過程中,很大一部分6mA位于基因組中的重復(fù)區(qū)域。
加州大學(xué)的何川教授、中科院動(dòng)物研究所的陳大華(Dahua Chen)研究員和浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院的汪以真(Yizhen Wang)教授,是本文共同通訊作者。
動(dòng)態(tài)的DNA甲基化使遺傳代碼擴(kuò)大至超越四種堿基,并攜帶重要的表觀遺傳信息,可以在細(xì)胞或生物體的后代之間進(jìn)行傳遞。DNA甲基化——如N4-methyldeoxylcytosine, 5-methyldeoxycytosine (5mC or m5dC)和N6-methyldeoxyadenosine (6mA or m6dA),已知存在于生物體內(nèi),并具有功能性的作用。在限制修飾系統(tǒng)中,N4-methyldeoxylcytosine和6mA主要被原核生物用來保護(hù)自己的基因組免于外源DNA入侵,而5mCzui出名的是在真核生物中發(fā)揮重要的表觀遺傳學(xué)作用,特別是在哺乳動(dòng)物和植物中。
雖然5mc和6mA是幾乎在幾十年前的同一時(shí)間被發(fā)現(xiàn)的,但是對(duì)于6mA的關(guān)注因其在多細(xì)胞真核生物中的低豐度和技術(shù)的局限性,而受到限制。在大多數(shù)細(xì)胞和脊椎動(dòng)物組織中(包括哺乳動(dòng)物),6mA被檢測的水平有幾個(gè)到幾十ppm(百萬分之一),或者使用現(xiàn)代質(zhì)譜技術(shù)根本檢測不到。在大多數(shù)生物中,6mA的豐度極低,在與DNA堿基損傷相同的一個(gè)水平上,已現(xiàn)引起了人們對(duì)于“m6A的功能相關(guān)性”的質(zhì)疑。就在zui近,該研究小組和其他學(xué)者報(bào)道了6mA在衣藻、秀麗隱桿線蟲和果蠅中的發(fā)現(xiàn)和表征,表明其潛在的表觀遺傳學(xué)功能。
在衣藻中,6ma位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)附近的AT基序中。它標(biāo)志著活躍基因以及與核小體定位相關(guān)。在秀麗隱桿線蟲和果蠅的基因組中,6mA分別影響代際遺傳和某些轉(zhuǎn)座子的表達(dá)。雖然我們一直致力于脊椎動(dòng)物和哺乳動(dòng)物中的6mA研究,zui近發(fā)表的一項(xiàng)研究報(bào)道稱,在非洲爪蟾和哺乳動(dòng)物中檢測到了6mA,盡管觀察到的6mA水平非常低(0.00009%)。zui近的一項(xiàng)研究在哺乳動(dòng)物中檢測到了潛在的6mA去甲基酶,這仍然需要通過生理生化研究加以證實(shí)。即使經(jīng)過了富集,所報(bào)道的6mA報(bào)道水平還是比較低。這種修飾被發(fā)現(xiàn)在編碼區(qū)中被耗盡,并可能存在于在AG序列內(nèi)容。
在這項(xiàng)工作中,研究人員在斑馬魚和豬中描述了DNA 6mA修飾。結(jié)果發(fā)現(xiàn),6mA在早期胚胎發(fā)育積累到比較高的豐度(6mA/A高達(dá)0.1%–0.2%),但是隨著發(fā)育的進(jìn)展衰減至本底水平。在這個(gè)過程中,大量的6mA位于基因組中的重復(fù)區(qū)域。(深圳子科生物科技有限公司報(bào)道)