低等脊椎动物中存在基因组印迹进化的基础

摘要

哺乳动物配子发生过程中双亲特异性甲基化印迹导致父母双方的基因组在发育中的不等性和互补性,使父母双方的基因组对正常发育都是必需的.因此,基因组印迹是胚胎发育过程中基因组整体水平上基因表达调控至关重要的第一步,也是哺乳动物两性生殖的表观遗传基础.但基因组印迹在脊椎动物中的进化起源、形成并维持稳定的表观遗传修饰分子机制都还完全不清楚.在动物界,由于至今未在非哺乳动物中发现内源印迹基因,基因组印迹被认为可能是胎生哺乳动物单独进化出来的.为探索基因组印迹的进化起源,本文研究了哺乳动物印迹基因在低等脊椎动物的同源基因中是否存在双亲特异性差异甲基化区域.通过用重亚硫酸氢盐测序的方法,对金鱼Igf2基因的CpG岛在精子、卵子、不同发育阶段胚胎以及成体不同组织中的甲基化情况进行分析,结果表明,与哺乳动物Igf2基因一样,金鱼Igf2基因内部也存在差异甲基化区域,该区域在卵子中没有甲基化,在精子中被高度甲基化;但与哺乳动物印迹基因不同,金鱼的双亲特异性甲基化差异不能在胚胎发育过程中保持稳定,可能是脊椎动物进化早期的一种初级的基因组印迹.这些结果说明,低等脊椎动物中存在基因组印迹进化的基础,基因组印迹不是哺乳动物单独进化产生的.