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Studio: H2AK119ub1 è necessario per l'eredità materna di H3K27me3

Uno studio epigenetico al centro di RIKEN per le scienze mediche integranti indica che in celle dell'uovo del mouse, le modifiche all'istone H2A a lisina 119 stendono il fondamento per le modifiche funzionali ereditate del DNA dalla madre.

In libri e nei film, un gruppo di persone su una missione speciale spedisce sempre un esploratore per fare la ricognizione prima che continuino. A volte, gli esploratori lasciano i segni o gli indicatori che permettono che il gruppo sappia dove là dovrebbe andare.

I ricercatori piombo da Azusa Inoue al centro di RIKEN per le scienze mediche integranti nel Giappone hanno scoperto un segno lasciato in celle unfertilized dell'uovo che determinano quali modifiche del DNA saranno ereditate se l'uovo è fertilizzato.

Specificamente, hanno trovato che senza modifiche iniziali all'istone H2A a lisina 119--H2AK119ub1 tecnicamente chiamato--le modifiche inheritable successive non accadrebbero. Una volta conceduta svilupparsi, una conseguenza di questo deficit era una placenta ingrandetta dopo impianto dell'embrione. Questo studio è stato pubblicato nella genetica della natura il 5 aprile.

Per molti anni siamo stati insegnati a a scuola che i tratti acquistati non sono stati ereditati. In un certo senso questo era corretto; l'allungamento del vostro collo molto per ottenere l'alimento non provocherà bambini con i colli più lunghi. Tuttavia, la vostra funzione del DNA può essere modificata durante la vostra vita. Per esempio, la struttura del DNA in cromosomi è supportata dalle proteine chiamate istoni.

Quando gli istoni sono modificati, possono cambiare come i geni sono espressi nell'organismo. Ciò è epigenetics e uno studio precedente da Inoue e dai colleghi ha indicato che la tri metilazione acquistata dell'istone H3 a lisina 27 (abbrevi riconoscente a H3K27me3) in celle mammifere dell'uovo può essere ereditata. Nel nuovo studio, il gruppo la tecnologia usata ha chiamato basso input CUT&RUN per cominciare a rispondere alla domanda di come questa accade.

In primo luogo, i ricercatori hanno esaminato la sincronizzazione delle due modifiche differenti dell'istone. Hanno trovato che ogni gene che esibisce H3K27me3 egualmente ha mostrato H2AK119ub1 in celle dell'uovo del mouse. Sospettando la sua importanza, i ricercatori hanno tramortito due proteine che compongono H2AK119ub1 in celle dell'uovo. l'Basso input CUT&RUN ha indicato che le celle dell'uovo di espulsione hanno avute molto meno H3K27me3 che i comandi ad un sottoinsieme dei geni che introducono normalmente H3K27me3 nella generazione seguente.

Quindi, H2AK119ub1 agisce come un genere di indicatore lasciato da un esploratore, identificante dove H3K27me3 successivo dovrebbe seguire.

Abbiamo scoperto che H2AK119ub1 è necessario per l'eredità materna di H3K27me3, rendente alla via H2AK119ub1-H3K27me3 un giocatore importante nell'eredità epigenetica di transgenerational in mammiferi.„

Azusa Inoue, centro per le scienze mediche integranti, RIKEN

I ricercatori poi hanno trovato che qualcosa non prevedessero. La prova ha indicato che la perdita che di H3K27me3 stessa è stata ereditata dagli embrioni fertilizzati e non potrebbe essere invertita. Ancora, questa carenza piombo ha aumentato la mortalità--aborti--e placente ingrandette. “Era sorprendente trovare che i difetti nella modifica dell'istone di un uovo irreversibilmente sono ereditati dagli embrioni e causano le conseguenze a lungo termine in via di sviluppo,„ dice Inoue.

I risultati hanno mostrato così quello malgrado DNA normale nella cella dell'uovo del mouse, se le istruzioni adeguate--prime modifiche H2AK119ub1 e poi H3K27me3--mancavano, gli aborti e le placente ingrandette potrebbero accadere. Questi risultati hanno implicazioni cliniche, particolarmente per medicina riproduttiva ed i difetti placentari. “Il punto seguente,„ dice Inoue, “è vedere se malattie o degli ambienti circostanti possono pregiudicare la modifica ereditabile dell'istone.„

Source:
Journal reference:

Mei, H., et al. (2021) H2AK119ub1 guides maternal inheritance and zygotic deposition of H3K27me3 in mouse embryos. Nature Genetics. doi.org/10.1038/s41588-021-00820-3.