The PWWP domain and the evolution of unique DNA methylation toolkits in Hymenoptera.
The PWWP domain and the evolution of unique DNA methylation toolkits in Hymenoptera.
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DOI：
10.1016/j.isci.2023.108193
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发表时间：
2023-11-17
期刊：
影响因子：
5.8
通讯作者：
Maleszka, Ryszard
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kucharski, Robert;Ellis, Nancy;Jurkowski, Tomasz P.;Hurd, Paul J.;Maleszka, Ryszard
膜翅目DNMT3具有独特的PWWP结构域重复。使用gst标记的PWWP融合蛋白和组蛋白阵列，我们发现这些结构域获得了新的特性，并代表了PWWP结构域与H3K27染色质修饰（包括H3K27me3）结合的第一个案例，H3K27me3是发育过程中重要的关键修饰。对107个基因组的系统发育分析表明，重复的PWWP结构域分为两个姊妹分支，三维建模支持它们不同的结合能力。这种独特的DNA甲基化系统的其他特征包括DNMT1和DNMT3的可变拷贝、丢失和复制，以及DNMT3异构体的组合代，包括缺少催化结构域的变体。其中一些损失和重复只在寄生蜂中发现。我们在DNA甲基化和组蛋白甲基化之间的串扰的背景下讨论了我们的发现，并扩大了膜翅目昆虫表观基因组修饰的潜力，以推动进化的新颖性。PWWP结构域重复是膜翅目昆虫DNA甲基化的独特特征，该研究首次表明PWWP结构域与H3K27染色质修饰DNA甲基化系统在膜翅目昆虫中具有高度的多样性，具有不同的DNMTs拷贝。分子生物学;进化生物学
DNMT3 in Hymenoptera has a unique duplication of the essential PWWP domain. Using GST-tagged PWWP fusion proteins and histone arrays we show that these domains have gained new properties and represent the first case of PWWP domains binding to H3K27 chromatin modifications, including H3K27me3, a key modification that is important during development. Phylogenetic analyses of 107 genomes indicate that the duplicated PWWP domains separated into two sister clades, and their distinct binding capacities are supported by 3D modeling. Other features of this unique DNA methylation system include variable copies, losses, and duplications of DNMT1 and DNMT3, and combinatorial generations of DNMT3 isoforms including variants missing the catalytic domain. Some of these losses and duplications of are found only in parasitic wasps. We discuss our findings in the context of the crosstalk between DNA methylation and histone methylation, and the expanded potential of epigenomic modifications in Hymenoptera to drive evolutionary novelties. Insect DNA methylation remains largely unexplored The PWWP domain duplication is a unique feature of DNMT3s in Hymenoptera This study shows the first case of PWWP domains binding to H3K27 chromatin modification DNA methylation system is highly diverse in Hymenoptera with variable copies of DNMTs Entomology; Molecular biology; Evolutionary biology
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DOI：
10.1038/nrm4043
发表时间：
2015-09
期刊：
Nature reviews. Molecular cell biology
影响因子：
--
作者：
Du J;Johnson LM;Jacobsen SE;Patel DJ
通讯作者：
Patel DJ
DOI：
10.1038/nrm.2017.63
发表时间：
2017-10
期刊：
Nature reviews. Molecular cell biology
影响因子：
--
作者：
Herzel L;Ottoz DSM;Alpert T;Neugebauer KM
通讯作者：
Neugebauer KM
蜜蜂转录组的表观遗传调控：揭示甲基化基因的本质。
影响因子：
4.4
作者：
Foret S;Kucharski R;Pittelkow Y;Lockett GA;Maleszka R
通讯作者：
Maleszka R
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作者：
Jeong, H;Mason, SP;Oltvai, ZN
通讯作者：
Oltvai, ZN
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作者：
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通讯作者：
Botha, Anna-Maria