当哺乳动物卵细胞受精时，它必须经历一种基因组“复位(reset)”，即将它转化为能够发育成全部成体组织的胚胎细胞。如今，来自新加坡A*STAR医学生物学研究所的Daniel Messerschmidt和同事们鉴定出蛋白TRIM28在这种重编程过程中发挥着关键性作用。
基因活性并不仅仅是由核苷酸序列决定的，而且还依赖于表观遗传标记，即化学修饰，如加入甲基基团到DNA上，其中这种甲基化能够显著性影响基因表达。在受精之后，很多父本基因被脱去甲基基团，但是某些特异性基因组位点的母本基因或父本基因拷贝是印记基因(imprinted gene)，即保持它们原始的甲基化标记。
正常条件下，TRIM28促进DNA甲基化产生，从而使得它似乎可能促进印记模式建立，但是Messerschmidt和他的研究团队发现事实上不是这种情形。Messerschmidt说，“令我们吃惊的是，TRIM28并不是建立这种印记所必需的，而且可能正如预测中的那样，它是有助于维持受精后的这些特征。”
在最早期的发育阶段，基因表达完全依赖于卵细胞内的母本mRNA表达的蛋白。因此，研究人员通过利用来自正常雄性小鼠的精子让缺乏Trim28基因的卵细胞受精而产生的胚胎，来研究了这种基因的早期功能。Messerschmidt 和同事们在产生的胚胎中吃惊地观察到一系列发育缺陷，而且在这些胚胎中，没有一个能够成功地发育。
更密切的分析令人意外地揭示出正常条件下打上印记标记的多种基因组位点去甲基化，这就意味着通常情况下，TRIM28让这些区域免受表观遗传修饰。一些位点要比其他位点更容易受到影响，但是整体上而言，这种影响在不同胚胎之间是高度异质的。
令人关注的是，随后表达完整的父本Trim28基因并不足以在发育后期拯救这些胚胎，这提示着来自早期异常的损伤在发育过程中积累下来。Messerschmidt说，“一旦缺陷发生，一个位点的印记丢失了，它就不能修复，从而影响后面的胚胎发育阶段。”通过探索TRIM28如何保护它的靶基因和试图坚定出这种蛋白其他与印记不相关联的功能，Messerschmidt 和他的同事们希望能够预测或者甚至预防人出生缺陷。(生物谷：Bioon.com)
本文编译自A protein thwarts developmental abnormalities by preventing removal of critical chemical marks from embryonic DNA
doi: 10.1126/science.1216154
PMC:
PMID:
Trim28 Is Required for Epigenetic Stability During Mouse Oocyte to Embryo Transition
Daniel M. Messerschmidt1,†, Wilhelmine de Vries2, Mitsuteru Ito3, Davor Solter1,4, Anne Ferguson-Smith3,5,*, Barbara B. Knowles
Phenotypic variability in genetic disease is usually attributed to genetic background variation or environmental influence. Here, we show that deletion of a single gene, Trim28 (Kap1 or Tif1β), from the maternal germ line alone, on an otherwise identical genetic background, results in severe phenotypic and epigenetic variability that leads to embryonic lethality. We identify early and minute epigenetic variations in blastomeres of the preimplantation embryo of these animals, suggesting that the embryonic lethality may result from the misregulation of genomic imprinting in mice lacking maternal Trim28. Our results reveal the long-range effects of a maternal gene deletion on epigenetic memory and illustrate the delicate equilibrium of maternal and zygotic factors during nuclear reprogramming.
