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遺伝:哺乳類初期胚におけるDNAメチル化の特有な調節段階

Nature 484, 7394 doi: 10.1038/nature10960

哺乳類の胚発生期におけるDNAメチル化は、非常に動的である。父親由来のゲノムでは、受精時に5–メチルシトシンが能動的に減少し、続いて受動的に消失して、胚盤胞期で最小になると広く考えられている。しかし、このモデルは限定的なデータに基づいていて、これまでのところ、このモデルを裏付けたり改良したりするための一塩基解像度の地図はない。本研究では、マウスの配偶子と、接合子から着床後までの胚について、ゲノム規模でのDNAメチル化地図を作製した。卵母細胞ではすでに大規模な低メチル化が見られ、これは特にLINE1(long interspersed element 1)やLTR(long terminal repeat)レトロエレメントの複数の特定ファミリーで起きていることがわかった。これらの配列は、配偶子によってメチル化状態が異なり、接合子でのメチル化値は精子に比べて低い。意外なことに、卵母細胞は、多くのCpGアイランド型プロモーターなどの特有のメチル化可変領域(DMR)群を提供している。これらの領域は初期胚では維持されているが、細胞運命が指定されると失われ、体細胞では見られない。対照的に、精子由来のDMRは、大部分が遺伝子間領域であり、胚盤胞期以降では高メチル化されている。今回のデータは、細胞運命指定前の胚におけるDNAメチル化をゲノム規模かつ一塩基解像度の時系列で示したもので、胚のこの段階は、このエピジェネティックな修飾が通常の体細胞のパターンに戻る前の最も動的な時期に当たる。

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