発生生物学：哺乳類の初期発生におけるヒストン修飾H3K4me3の対立遺伝子性再プログラム化
Nature 537, 7621 doi: 10.1038/nature19361
ヒストン修飾は、多くの重要な細胞過程を制御する基本的なエピジェネティック調節因子である。しかし、これらの標識が哺乳類において配偶子から次世代に伝達されるかどうかという疑問は、長い間答えが出ないままである。今回我々は、高感度のSTAR ChIP–seq法を開発し、発生中の配偶子から着床後胚までの、ヒストンの転写開始の目印であるH3K4me3の状況の全景を示す。受精の際、父親由来ゲノムでは大規模な再プログラム化が起こり、H3K4me3のピークは接合子で消去されるが、2細胞期後期の主要な接合子ゲノムの活性化後には直ちに観察されることが分かった。母親由来ゲノムでは、意外なことに、完全に成長し成熟した卵母細胞で非カノニカル型のH3K4me3（ncH3K4me3）が見つかり、プロモーターや多数の遠位座位に広域なピークとして存在している。このような広域なH3K4me3ピークは、プロモーターのCpGが豊富な領域に限定される典型的な鋭いH3K4me3ピークとは対照的である。卵母細胞のncH3K4me3が、部分的にメチル化されたDNAドメインとほぼ全面的にオーバーラップすることは特筆すべきである。このncH3K4me3はそれから着床前胚に受け継がれるが、その後、カノニカルなH3K4me3が確立され始める2細胞期後期胚で消去される。ncH3K4me3の除去には接合子の転写が必要であるが、DNA複製を介する受動的希釈には依存していない。さらに、完全に成長した卵母細胞でのH3K4me3デメチラーゼKDM5Bの過剰発現によるH3K4me3の下方調節は、ゲノムサイレンシング障害と関連していた。まとめると、これらのデータから、哺乳類の初期発生におけるエピゲノムの遺伝と非常に動的な再プログラム化が明らかになった。
