DNAハイパーメチル化とH19 DMDでのエンハンサーブロッキング活性の間の拮抗作用は、CPG変異によって明らかにされています

H19-IGF2遺伝子座での刻印された発現は、母体固有のメチル化感受性絶縁体として、および高メチル化の父方固有の部位の両方として作用する差次的にメチル化されたドメイン（DMD）に依存します。DMDの4つの繰り返しは、母体対立遺伝子のCCCTC結合因子（CTCF）に結合し、父親の対立遺伝子のメチル化を引き付けることが提案されています。CTCF結合およびエンハンサーブロッキング活性を保持しながら、CPGの繰り返しを枯渇させるために、DMDに点変異を導入しました。突然変異の母体の継承は、DMDが絶縁体として作用するという考えと一致して、H19発現とIGF2の刷り込みをそのまま残しました。逆に、これらの突然変異の父方の継承は、DMDメチル化の維持を混乱させ、バイアレン性H19発現をもたらしました。さらに、in vivoで父親が遺伝した変異対立遺伝子に絶縁体が確立され、IGF2発現が減少し、新生児の子孫のサイズが40％減少しました。したがって、DMDの9つのCPG変異は、H19 DMDの2つの親固有の役割、メチル化維持、絶縁体アセンブリが拮抗的であることを示しました。

Imprinted expression at the H19-Igf2 locus depends on a differentially methylated domain (DMD) that acts both as a maternal-specific, methylation-sensitive insulator and as a paternal-specific site of hypermethylation. Four repeats in the DMD bind CCCTC-binding factor (CTCF) on the maternal allele and have been proposed to attract methylation on the paternal allele. We introduced point mutations into the DMD to deplete the repeats of CpGs while retaining CTCF-binding and enhancer-blocking activity. Maternal inheritance of the mutations left H19 expression and Igf2 imprinting intact, consistent with the idea that the DMD acts as an insulator. Conversely, paternal inheritance of these mutations disrupted maintenance of DMD methylation, resulting in biallelic H19 expression. Furthermore, an insulator was established on the paternally inherited mutated allele in vivo, reducing Igf2 expression and resulting in a 40% reduction in size of newborn offspring. Thus, the nine CpG mutations in the DMD showed that the two parental-specific roles of the H19 DMD, methylation maintenance and insulator assembly, are antagonistic.