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一種無處可藏的機制確保了由piRNA引導的DNA甲基化過程能夠完全進行
《Nature》:A nowhere-to-hide mechanism ensures complete piRNA-directed DNA methylation
【字體: 大 中 小 】 時間:2026年01月16日 來源:Nature 48.5
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piRNA通路通過SPOCD1招募和MIWI2結合轉錄本,依賴核孔復合體蛋白TPR形成異染色質排除區,確保所有活躍轉座子被DNA甲基化機關注注,阻斷異染色質區域轉座子逃逸。
小鼠的PIWI相互作用RNA(piRNA)通路通過調控轉座子DNA的甲基化,為發育中的雄性生殖細胞提供持續的抗轉座子免疫1,2,3。這一過程的第一步是SPOCD1被招募到年輕的LINE1位點4。隨后,piRNA將PIWI蛋白MIWI2(也稱為PIWIL4)與新生成的轉座子轉錄本結合,從而招募DNA甲基化酶系5,6。piRNA通路需要甲基化所有活躍的轉座子拷貝,但其具體機制尚不清楚。我們發現,核內的piRNA和新生甲基化因子都位于常染色質區域,這意味著構成性異染色質成為piRNA通路的一個“基因組盲點”。我們發現了一種“無處可藏”的機制,使得piRNA通路能夠監控整個基因組中的LINE1轉座子。研究表明,SPOCD1直接與核孔成分TPR相互作用,而TPR會在核孔附近形成異染色質排斥區7。在經歷piRNA引導的DNA甲基化的胎兒生殖細胞中,TPR既存在于核周緣也遍布整個核質。我們發現,SPOCD1–TPR的相互作用對于實現非隨機的piRNA引導的LINE1甲基化至關重要。當SPOCD1–TPR相互作用缺失時,部分SPOCD1及其他結合在染色質上的piRNA因子會重新定位到構成性異染色質中,從而無法被MIWI2和新生甲基化酶系所識別?傊,piRNA通路利用了TPR來確保LINE1轉座子能夠被piRNA和新生甲基化酶系有效識別。
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