Mechanism of EHMT2-mediated genomic imprinting associated with Prader-Willi syndrome

Prader-Willi综合征（PWS）是由人类15q11.2-q13印记区域内父源表达基因的表达缺失引起的。一组在父源染色体上活跃而在母源染色体上沉默的印记基因，受到位于PWS印记区域内的双向印记中心（PWS-IC）的精细调控。我们先前发现，常染色质组蛋白赖氨酸N-甲基转移酶-2（EHMT2/G9a）抑制剂能够通过恢复母源染色体上相关基因的表达来解除PWS相关基因的沉默。本文中，在缺乏Ehmt2基因的小鼠中，我们记录了在胚胎晚期及出生后大脑中母源染色体上印记基因Snrpn/Snhg14的沉默解除。利用具有父源或母源15q11.2-q13缺失的PWS和Angelman综合征患者来源细胞，我们发现母源PWS-IC的染色质处于封闭状态，并具有紧凑的三维折叠构象。我们进一步表明，一种特异性的非编码RNA（TSS4-280118）优先从母源染色体PWS-IC上游转录，并与EHMT2相互作用，在母源染色体上顺式形成异染色质复合物。通过CRISPR/Cas9编辑使TSS4-280118失活，可导致母源染色体上SNRPN和SNORD116表达的沉默解除。综上所述，这些发现表明，等位基因特异性地募集EHMT2对于维持母源印记是必需的。我们的研究提供了机制性见解，并支持了PWS印记区域印记维持的模型。