保护卵母细胞独特表观基因组和母体生育能力的机制

在哺乳动物中，雌性卵母细胞供应有限。卵母细胞具有独特的表观基因组，大约有一半的精子DNA甲基化，以及最终分化的体细胞。直到最近，这种独特的DNA甲基化模式及其功能意义的调节者还不得而知。现在，已经鉴定出一种名为Stella的新型DNA甲基化调节因子，其在体细胞中的异位过表达通过破坏DNA甲基化调节因子UHRF1的功能导致全局DNA去甲基化。

中国科学院生物物理研究所的朱兵博士领导的一个联合研究小组在最近在“ 自然”杂志上发表在线发表的最新研究报告中发现，斯特拉通过积极的核出口过程从核中螯合UHRF1，由Stella损失引起的UHRF1失调导致出生后卵子发生过程中异常DNA甲基化的积累。这些发现表明，第一个调控因子可以保护卵母细胞基因组的独特甲基化状态。

由于Stella在卵母细胞中高度表达，研究人员专注于Stella在卵子发生过程中的体内功能。早期的研究表明，Stella-null卵母细胞不能支持胚胎植入前胚胎的发育。该研究显示在Stella null卵母细胞的转录惰性区域处的优先高甲基化。母体等位基因上的这些异常的高甲基化启动子严重影响了合子基因组的激活和胚胎植入前胚胎的发育。

有趣的是，据报道，缺乏DNA甲基化的母体基因组不会影响植入前胚胎的发育，而这项研究表明保持独特的低甲基化卵母细胞基因组至关重要。

此外，研究人员发现DNMT1，通常被认为是一种维持DNA甲基转移酶，仅在体内半甲基化DNA上有活性，是导致Stella缺陷卵母细胞异常DNA甲基化的主要DNA甲基转移酶，并明确证明了从头开始DNMT1在体内的甲基化活性。

这一发现重写了DNA甲基转移酶的教科书分类。此外，它揭示了DNMT1在有丝分裂后细胞中的功能作用，这可能有助于揭示DNMT1在衰老中的作用。