9月11日,上海科技大学生命科学与技术学院李夏军课题组在国际学术期刊Journal of Biological Chemistry (JBC) 发表了题为“Mammalian DNA methyltransferases in DNA methylation and imprinted gene expression in extraembryonic ectoderm of post-implantation embryos.”（ DNA甲基化转移酶在着床后胚胎的胚外组织中调控DNA甲基化和印记基因表达）的研究成果,报道了两个DNA甲基化转移酶DNMT3A和DNMT3B在着床后胚外组织中调控新生DNA甲基化修饰和维持性DNA甲基化修饰的模式，分析了它们在印记基因单等位基因表达及转换机制中的功能。
DNA甲基化是遗传物质DNA上最重要修饰，在调控基因表达，生长发育和人类疾病中都有重要作用。目前的教科书普遍认为高等动物DNMT1是唯一具有维持DNA甲基化的功能，而DNMT3A和DNMT3B主要与新生DNA甲基化有关。最近几年李夏军课题组连续发现DNMT3A和DNMT3B在小鼠胚胎干细胞(ES cells)和着床后胚胎中具有重要的维持DNA甲基化修饰的功能。这项工作是在课题组的前面研究基础上进一步证明在着床后胚外组织中DNMT3A和DNMT3B除了新生DNA甲基化的功能以外，同样与 DNMT1一起参与维持全基因组范围内的DNA甲基化修饰。
图1：DNA甲基化转移酶在着床后胚胎组织中调控新生和维持性DNA甲基化及印记基因表达。A) DNMT1, DNMT3A和DNMT3B调控全基因组DNA甲基化示意图；B) DNMT1, DNMT3A和DNMT3B调控印记调控区(ICR)的DNA甲基化和印记基因的单等位基因表达模式。
本研究还发现，DNA甲基化转移酶的缺失妨碍印记调控区(ICR)的DNA甲基化的维持，从而引起印记基因单等位基因表达模式发生转换，变成与其它基因类似的双等位基因表达或双等位基因沉默。跟预期一致，DNMT1缺失会使许多ICR的DNA甲基化发生缺失，导致印记基因表达模式发生转换。有意思的是，DNMT3A和DNMT3B的缺失也会导致一些多ICR的DNA甲基化缺失和印记基因表达模式发生转换，这就进一步证明DNMT3A和DNMT3B具有维持DNA甲基化的功能，也再次验证了DNA甲基化在印记基因单等位基因表达及模式转换中的重要作用。这将为解析其它单等位基因表达现象提供一个可以参考的范例。
上海科技大学李夏军课题组博士后卢婷，2024级博士生李怡琳和2025级硕士生文渝苹为共同第一作者。上海科技大学李夏军教授，上海交通大学第一人民医院林浩东教授和宁波大学李惠利医院邵国丰教授为共同通讯作者。上海科技大学为第一完成单位。
论文链接： https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42727849/