Faculty of Veterinary Medicine University of Zagreb
Abstract
X chromosome inactivation is a complex epigenetic process that ensures equal expression of most Xlinked genes in both sexes. Xist (X-chromosome inactive specific transcript) is a crucial development related gene that initiates X chromosome inactivation in mammalian females during embryogenesis. DNA methylation is a major chromatin modification involved in transcriptional repression of genes, regulating X chromosome inactivation, genomic imprinting, and cell or tissue specific gene expression and in many other processes during embryo development. Appropriate DNA methylation of cytosine residues at CpG dinucleotide within the differential methylated region of many imprinted genes is required for normal post implantation development of a mammalian embryo. An aberrant pattern of DNA methylation because of incomplete or anomalous nuclear reprogramming of somatic cells is a reason for poor success rate of somatic cell nuclear transfer in farm animals. In the present study, a putative differential methylated region was identified for first time in goats (Capra hircus) followed by study of the DNA methylation status of this region, using bisulfite sequencing analysis taking fibroblast and cumulus cells from goats. The putative differential methylated region contains 10 CpG sites with a mean methylation level of 92% and 94% for fi broblast and cumulus cells respectively. Phylogenetic analysis of this region revealed goats and sheep positioned in a single cluster distinct from others studied. This study will be a definite help in future research on molecular events responsible for complete nuclear reprogramming of goat somatic cells in SCNT.Inaktivacija X kromosoma složeni je epigenski postupak kojim se osigurava jednaka ekspresija većine X-vezanih gena kod oba spola. Xist (X kromosom specifični inaktivirajući transkript) je ključni gen povezan s razvojem koji potiče inaktivaciju X kromosoma kod ženki sisavaca tijekom embriogeneze. Metilacija DNA glavna je modifikacija kromatina uključena u transkripcijsku regresiju gena, regulaciju X kromosomske inaktivacije, genomskog utiska, specifičnu staničnu ili tkivnu gensku ekspresiju odnosno u mnoge druge procese tijekom embrionalnog razvoja. Prikladna DNA metilacija citozin-rezidua na CpG dinukleotidu, unutar metilacijske regije mnogih utišanih gena, prijeko je potrebna za normalni postimplantacijski razvoj embrija sisavaca. Nepravilan oblik DNA metilacije zbog nekompletnog ili poremećenog reprogramiranja u jezgi somatskih stanica razlog je manje uspješnosti njezinog prijenosa kod farmskih životinja. U ovom radu istražena je moguća druga metilacijska regija koja je utvrđena prvi put u koze (Capra hircus). Navedeno je omogućeno nakon istraživanja statusa DNA metilacije u toj regiji, primjenom analize bisulfit sekvenciranja, uz upotrebu fibroblasta i stanice kumulusa koze. Moguća nova metilirajuća regija sadrži 10 CpG mjesta s prosječnom razinom metilacije od 92% i 94% za fibroblaste odnosno stanica kumulusa. Filogenetske analize regije pokazale su da su koze i ovce smještene u jedan odvojeni “grozd”. Istraživanje će pomoći u budućem radu vezanom za molekularnu razinu koja je odgovorna za potpuno reprogramiranje jezgre somatskih stanica koza u SCNT
