Нарушение функции DNMT3B, характерное для ICF, нарушает внутрегенную регуляцию транскрипции мРНК и альтернативный сплайсинг

Мутации с гипоморфным эффектом в ДНК-метилтрансферазе DNMT3B обусловливают большинство случаев редкого синдрома иммунодефицита, нестабильности центромер и аномалий лица (ICF1). По неустановленным механизмам мутантный DNMT3B нарушает лимфоид-специфические пути, что приводит к дефектам иммунного ответа. Интересно, что в недавних работах показано участие DNMT3B в формировании внутрегенной CpG-метиляции генов с высокой транскрипционной активностью. Однако остается неизвестным, как DNMT3B-зависимая эпигенетическая сеть модулирует транскрипцию и нарушают ли этот процесс мутации, специфичные для ICF1. Мы провели транскриптомное и эпигеномное исследование на линиях B-клеток, полученных от пациентов, чтобы изучить геномные эффекты нарушения функции DNMT3B. Показано, что измененная внутрегенная CpG-метиляция нарушает несколько аспектов регуляции транскрипции, включая использование альтернативных сайтов начала транскрипции, антисмысловую транскрипцию и сплайсинг экзонов. Эти дефекты преимущественно ассоциированы с изменениями внутрегенного H3K4me3 и в меньшей степени H3K27me3 и H3K36me3. Кроме того, выявлена новая функция DNMT3B в модуляции саморегуляторного контура пар sense-antisense и пропуска экзонов при альтернативном сплайсинге посредством взаимодействия с молекулами РНК. Примечательно, что измененная транскрипция затрагивает гены, значимые для заболевания, в частности маркер клеток памяти B-клеток CD27 и ген PTPRC, что дает биологические представления о патогенезе синдрома ICF1. Наш геномный подход проливает свет на механизмы внутрегенной функции DNMT3B и ДНК-метилирования в регуляции экспрессии генов, которые до сих пор изучены недостаточно.