후성 유전학적 리프로그래밍과 클로닝

Epigenetic Reprogramming and Cloning

포유동물의 초기 발생과정 중 접합체가 전능성이나 다능성을 가지기 위해서는 전반적인 DNA 메틸화를 포함하는 후성 유전학적 리프로그래밍의 복잡한 과정을 거쳐야만 한다. 본 연구팀에서는 공여핵의 후성 유전학적 리프로그래밍 과정을 조사하기 위하여 소 복제수정란에서 메틸화 양상을 분석하였다. 복제수정란의 비정상적인 메틸화 양상이 다양한 반복염기서열에서 관찰되었지만 single-copy유전자들의 염기서열은 정상적인 메틸화 양상을 보여주었다. 전반적으로 복제수정란의 전반적인 메틸화 상태는 정상수정란과 완전히 다른 양상을 보여주었다. 또한 복제 배반포의 영양외배엽세포에서 특이적으로 높은 메틸화 수준은 현 복제동물에서 빈번히 나타나는 불완전한 태반형성에 작용할 수 있을 것이다. 결론적으로 복제수정란의 비정상적 발생은 공여핵의 불완전한 후성 유전학적 리프로그래밍에 기인할 수 있다는 사실을 제시하게 되었다. 이러한 공여핵의 후성 유전학적 과정의 이해는 복제수정란의 비정상적 발생을 보다 분명히 밝힐 수 있을 것이다.

Zygote genome should entail a complex process of epigenetic reprogramming including a global DNA demethylation to reach a totipotency or pluripotency during early mammalian development. In this study, we have analyzed methylation patterns in cloned bovine embryos to monitor the epigenetic reprogramming process of donor genomic DNA. Aberrant DNA methylation patterns were observed in various genomic regions of cloned embryos except single-copy gene sequences. The overall genomic methylation status of cloned embryos was quite different from that of normal embryos produced in viかo or in vivo. Abnormal methylation profiles were also specifically represented in trophectoderm cells of cloned embryos, which probably result in widespread gene dysregulation in extraembryonic region or placental dysfunction familiar to cloned animals. Our findings suggest that developmental failures of cloned embryos are due to incomplete epigenetic reprogramming of donor genomic DNA. Understanding the epigenetic reprogramming processes of donor genome will clearly define the faulty development of cloned embryos.