代際維持的組蛋白H4第16位賴氨酸乙醯化影響子代的基因激活

2020-12-05 科學網

代際維持的組蛋白H4第16位賴氨酸乙醯化影響子代的基因激活

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/6/7 0:26:36

德國馬克斯普朗克研究所Asifa Akhtar研究組的一項最新研究發現，代際維持的組蛋白H4第16位賴氨酸乙醯化影響子代的基因激活。這一研究成果於2020年6月4日在線發表在《細胞》上。

研究人員發現，在果蠅和哺乳動物中，從卵母細胞到受精胚胎的組蛋白H4第16位賴氨酸乙醯化（H4K16ac）得以維持。H4K16ac形成大的區域，可控制果蠅中合子基因組激活（ZGA）之前啟動子的核小體可及性。引起H4K16ac丟失的MOF乙醯轉移酶母源敲低會導致異常的RNA Pol II募集，損害ZGA期間活性基因組區室的3D組織，並導致合子後基因表達的下調。

 

組蛋白去乙醯基酶的生殖敲低表明，其他乙醯化標記不能補償卵母細胞中H4K16ac的丟失。此外，MOF的合子重新表達既不能恢復胚胎活力，也不能恢復X染色體劑量補償。因此，母源H4K16ac為後代提供了指導功能，可引起子代的基因激活。

 

據了解，在ZGA之前，靜態基因組經過重新編程以過渡到轉錄活性狀態。然而，目前尚不清楚早期胚胎發生過程中常染色質建立的機制。

 

附：英文原文

Title: Intergenerationally Maintained Histone H4 Lysine 16 Acetylation Is Instructive for Future Gene Activation

Author: Maria Samata, Anastasios Alexiadis, Gautier Richard, Plamen Georgiev, Johannes Nuebler, Tanvi Kulkarni, Gina Renschler, M. Felicia Basilicata, Fides Lea Zenk, Maria Shvedunova, Giuseppe Semplicio, Leonid Mirny, Nicola Iovino, Asifa Akhtar

Issue&Volume: 2020-06-04

Abstract: Before zygotic genome activation (ZGA), the quiescent genome undergoes reprogrammingto transition into the transcriptionally active state. However, the mechanisms underlyingeuchromatin establishment during early embryogenesis remain poorly understood. Here,we show that histone H4 lysine 16 acetylation (H4K16ac) is maintained from oocytesto fertilized embryos in Drosophila and mammals. H4K16ac forms large domains that control nucleosome accessibility ofpromoters prior to ZGA in flies. Maternal depletion of MOF acetyltransferase leadingto H4K16ac loss causes aberrant RNA Pol II recruitment, compromises the 3D organizationof the active genomic compartments during ZGA, and causes downregulation of post-zygoticallyexpressed genes. Germline depletion of histone deacetylases revealed that other acetylmarks cannot compensate for H4K16ac loss in the oocyte. Moreover, zygotic re-expressionof MOF was neither able to restore embryonic viability nor onset of X chromosome dosagecompensation. Thus, maternal H4K16ac provides an instructive function to the offspring,priming future gene activation.

DOI: 10.1016/j.cell.2020.05.026

Source: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30621-8

Cell：《細胞》，創刊於1974年。隸屬於細胞出版社，最新IF：36.216

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