|导读：
DNA甲基化重编程对生殖细胞发育和胚胎发生具有重要意义。Shirane和其同事构建了小鼠的原始生殖细胞(PGC)样细胞，胚胎干细胞衍生的囊胚细胞样细胞产生，的 DNA 甲基化图谱，可作为 PGC 规范的模型。这些分析表明干细胞与生殖细胞之间存在明显的甲基化调节。
图解摘要
|背景介绍：
生殖系周期中发育潜能的表观遗传重编程对于确保全能合子的连续产生至关重要。(Lee 等人，2014; 斋藤等人，2012; Sasaki 和 Matsui，2008)在原始生殖细胞(PGCs)的定向化和发育过程中发生的关键重编程事件包括全基因组 DNA 去甲基化和组蛋白修饰重编程。最近的研究表明，在特化期之后，胚胎期9.5天(E9.5)或以后的 PGCs 经历复制耦合的被动去甲基化，由作用于特定位点的主动机制补偿。(Arand 等人，2015; Gkountela 等人，2015; Guo 等人，2015; Hackett 等人，2013; Kagiwada 等人，2013; Kobayashi 等人，2013; sesenberger 等人，2012; Tang 等人，2015; yamchi 等人，2013)然而，问题指向在指导 PGC 特化的表观遗传重编程的机制，DNA 甲基化变化和组蛋白修饰之间的关系，表观基因组调控在 PGCs，它们的前体，和多能干细胞之间的差异，以及表观遗传重编程对后续配子发生的影响。由于从原始生殖细胞获得的材料有限，而且缺乏一个能够概括生殖细胞发育的体外系统，因此对这些问题的系统性探索一直很困难。最近的研究表明，在有丝分裂原激活蛋白激酶途径(MEKi)和糖原合成酶激酶3途径(GSK3i)抑制剂 ，被称为2i (Ying 等人，2008) ，的存在下，从多能干细胞(即胚胎干细胞和诱导性多能干细胞)中诱导出的小鼠表皮样细胞(epiblast-like cells，epics)可以进一步诱导为原始生殖细胞样细胞(PGCLCs) ，显示出强大的生殖和发生能力(Hayashi 等人，2011,2012)。这个（primordial germ cell-like cells ，PGCLCs)诱导系统也被证明是精确重建的 PGC 规范的适当重编程的基因表达谱。因此，PGCLC 诱导系统已被开发用于识别与 PGC 诱导有关的转录因子(Murakami 等人，2016; Nakaki 等人，2013) ，阐明 PGC 规范的信号机制(Aramaki 等人，2013) ，以及最近在人类胚胎干细胞和诱导多能干细胞中开发 PGCLC 诱导系统，这为理解和重建体外人类生殖细胞发育提供了基础。(Irie 等人，2015; Sasaki 等人，2015)使用小鼠 PGCLC 诱导系统，我们最近报道了 PGC 特化期间的大规模组蛋白修饰重编程和这种重编程的潜在机制(Kurimoto等人，2015)。在这里，使用同样的系统，我们研究了动态 DNA 甲基化重编程发生在 PGC 规范的综合图片及其与组蛋白修饰重编程的关系。
|核心内容：
原始生殖细胞(PGCs)的特化激活了全能性的表观遗传重编程，其机制阐明仍然是一个根本的挑战。在这里，我们揭示了在体外PGC特化中DNA甲基化重编程的调控原理，在PGC特化中，小鼠胚胎干细胞(ESCs)被诱导成上皮样细胞(EpiLCs)，然后是PGC样细胞(PGCLCs)。当ESCs重组它们的甲基组以形成EpiLC时，PGCLCs基本上在独特的序列区域和重复之间以恒定但不同的速率稀释EpiLC甲基组。ESCs在多能性基因启动子周围形成低甲基化结构域，以激活它们，而PGCLCs通过积累丰富的H3K27me3来抑制它们，从而在发育基因启动子周围创建去甲基化敏感结构域。PRDM14的缺失在全基因组球范围内上调了甲基化水平，减少了低甲基化区域，但保留了去甲基化敏感区域。值得注意的是，女性ESCs形成了低甲基化的椎板相关结构域，而女性PGCL有效地将这些状态逆转为更正常的DNA构型。总之，该研究阐明了在PGC特化过程中DNA甲基化和组蛋白修饰重编程的独特编排。
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