CGGリピート誘発FMR1サイレンシングは、メチル化されていない完全変異を運ぶヒトIPSCおよびニューロンの膨張サイズに依存します

脆弱なX症候群（FXS）では、200を超えるトリプレットを超えるCGGリピートの拡大が、FMR1遺伝子のサイレンシングと疾患の病因を引き起こすと考えられています。ただし、FXS兄弟は、遺伝子サイレンシングや病気の症状なしに、メチル化されていない完全変異（UFM）キャリアと呼ばれる200を超えるCGGSで同定されています。ここでは、FMR1プロモーターの低メチル化が、2人のUFM個体に由来する誘導多能性幹細胞（IPSC）で維持されていることを示しています。ただし、CGG拡張が大きいIPSCクローンのサブセットには、沈黙したFMR1が運ばれます。さらに、CGGリピートサイズの拡張時にde novoサイレンシングを示します。FMR1はUFM IPSCの神経分化中にサイレンシングを受けず、大きな非メチル化CGGリピートの発現は、神経変性の特徴をもたらす表現型の結果をもたらします。私たちのデータは、UFMの個人にはFMR1を沈黙させる細胞内能力が欠けておらず、サイレンシングに必要なCGGリピートサイズの個人間変動がFXS集団に存在することを示唆しています。

In fragile X syndrome (FXS), CGG repeat expansion greater than 200 triplets is believed to trigger FMR1 gene silencing and disease etiology. However, FXS siblings have been identified with more than 200 CGGs, termed unmethylated full mutation (UFM) carriers, without gene silencing and disease symptoms. Here, we show that hypomethylation of the FMR1 promoter is maintained in induced pluripotent stem cells (iPSCs) derived from two UFM individuals. However, a subset of iPSC clones with large CGG expansions carries silenced FMR1. Furthermore, we demonstrate de novo silencing upon expansion of the CGG repeat size. FMR1 does not undergo silencing during neuronal differentiation of UFM iPSCs, and expression of large unmethylated CGG repeats has phenotypic consequences resulting in neurodegenerative features. Our data suggest that UFM individuals do not lack the cell-intrinsic ability to silence FMR1 and that inter-individual variability in the CGG repeat size required for silencing exists in the FXS population.