UHRF1 suppresses retrotransposons and cooperates with PRMT5 and PIWI proteins in male germ cells
UHRF1 suppresses retrotransposons and cooperates with PRMT5 and PIWI proteins in male germ cells
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UHRF1 抑制逆转录转座子并与雄性生殖细胞中的 PRMT5 和 PIWI 蛋白合作
DOI：
10.1038/s41467-019-12455-4
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发表时间：
2019-10-17
影响因子：
16.6
通讯作者：
Yuan, Shuiqiao
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dong, Juan;Wang, Xiaoli;Yuan, Shuiqiao
DNA 甲基化、抑制性组蛋白标记和 PIWI 相互作用 RNA (piRNA) 对于控制哺乳动物种系中的逆转录转座子沉默至关重要。然而，目前尚不清楚这些抑制性表观遗传途径如何相互影响以确保雄性种系中逆转录转座子的沉默。在这里，我们证明 UHRF1 负责逆转录转座子沉默，并与雄性生殖细胞中的抑制性表观遗传途径配合。出生后生殖细胞中 UHRF1 的条件性缺失会导致 DNA 低甲基化、逆转录转座子上调、DNA 损伤反应的激活以及整体染色质状态的转变，从而导致完全的雄性不育。此外，我们发现 UHRF1 与精氨酸甲基转移酶 PRMT5 相互作用，调节抑制性组蛋白精氨酸修饰（H4R3me2s 和 H3R2me2s），并在精子发生过程中与 PIWI 途径配合。总的来说，UHRF1 调节雄性生殖细胞中的逆转录转座子沉默，并在生殖系中的 DNA 甲基化、组蛋白修饰和 PIWI 通路之间提供分子联系。
DNA methylation, repressive histone marks, and PIWI-interacting RNA (piRNA) are essential for the control of retrotransposon silencing in the mammalian germline. However, it remains unknown how these repressive epigenetic pathways crosstalk to ensure retrotransposon silencing in the male germline. Here, we show that UHRF1 is responsible for retrotransposon silencing and cooperates with repressive epigenetic pathways in male germ cells. Conditional loss of UHRF1 in postnatal germ cells causes DNA hypomethylation, upregulation of retrotransposons, the activation of a DNA damage response, and switches in the global chromatin status, leading to complete male sterility. Furthermore, we show that UHRF1 interacts with PRMT5, an arginine methyltransferase, to regulate the repressive histone arginine modifications (H4R3me2s and H3R2me2s), and cooperates with the PIWI pathway during spermatogenesis. Collectively, UHRF1 regulates retrotransposon silencing in male germ cells and provides a molecular link between DNA methylation, histone modification, and the PIWI pathway in the germline.