胚胎干细胞具有分化成为各种成熟体细胞的能力,这种特性使胚胎干细胞无论在基础研究还是在临床应用上,都具有非常重要的价值。深入解析胚胎干细胞的自我更新和分化机制,一直是科学家们关注的焦点之一。
包括组蛋白修饰在内的表观遗传学修饰,能在不改变DNA序列的情况下影响基因的表达。根据修饰位点以及修饰状态的不同,组蛋白甲基化能够激活或抑制基因转录,进而调控胚胎干细胞定向分化等正常生理过程。
研究人员发现,Setd2主要调控鼠类胚胎干细胞(mESC)向原始内胚层分化。进一步研究显示,在Setd2−/− mESC中下调的内胚层相关基因,与Erk异常低的活性水平有关。而增强Fgfr3的表达,能够挽救Setd2−/− mESC中有缺陷的Erk通路。
有趣的是,研究人员发现Fgfr3的转录起始受到Setd2甲基化的直接调控。Setd2能够对Fgfr3的远端启动子区域进行组蛋白H3K36me3修饰。这些结果表明,Setd2通过调控Fgfr3-Erk信号通路,控制着mESC分化成为原始内胚层。