石磊课题组合作研究揭示DNA甲基化在树鼩大脑二态性进化方面的贡献

树鼩是一种广泛分布于中国和东南亚的小型哺乳动物，因其高脑重比，被认为是最接近灵长类动物的哺乳动物，适于作为新的模式物种在神经科学领域进行研究。表观调控关键因素DNA甲基化在基因表达、X染色体失活等调控过程中均发挥重要作用，但目前利用树鼩开展DNA甲基化表观遗传机制方面的研究还较少，因此研究树鼩大脑的DNA甲基化模式有助于进一步理解表观调控在灵长类大脑进化中的作用，同时提高树鼩作为模式物种的实用性。

为此，中国科学院昆明动物研究所的石磊课题组和加州大学圣巴巴拉分校的Soojin V. Yi课题组合作，产生了3只雄性和3只雌性树鼩前额叶皮层的全基因组DNA甲基化图谱，并将其与转录组数据进行了共分析，证明了DNA甲基化在全基因组水平对基因表达的影响，同时发现了DNA甲基化在X染色体失活中的调控作用。研究结果表明，雄性和雌性树鼩X染色体之间DNA甲基化水平的整体差异并不驱动树鼩X染色体失活，而是由Xist基因5’端在进化上保守的调控位点介导；此外，通过比较不同物种的DNA甲基化和X染色体调控模式，发现了X染色体DNA甲基化的进化模式与基因组CpG含量密切相关，并确定了Y连锁基因组片段及其低甲基化水平。这些新发现阐明了DNA甲基化和X染色体调控在树鼩大脑进化过程中的保守与全新模式。

2024年11月28日，该研究成果以 “Whole-genome DNA methylomes of tree shrew brains reveal conserved and divergent roles of DNA methylation on sex chromosome regulation” 为题在线发表在国际知名期刊《BMC Biology》上。加州大学圣巴巴拉分校的博士生Dongmin R. Son和中国科学院昆明动物研究所的博士生孔一帆为共同第一作者，博士生胡庭，助理研究员谭玉莲参与了该项研究，加州大学圣巴巴拉分校的Soojin V. Yi教授和中国科学院昆明动物研究所石磊研究员为共同通讯作者。

该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、云南省科学技术厅科技重大项目、“春城计划”高层次创新创业团队，云南应用基础研究计划、中国科学院率先行动计划和云南省“兴滇英才支持计划”等项目的支持。

全文链接：

https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-024-02071-0