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北京基因组所(国度生物信息中心)合作发现人类合子基因组激活肇始于父源基因组

  表观遗传建饰蕴含DNA甲基化、组蛋白建饰、染色质可及性和染色质高级结构等,它们在基因的表白调控中阐扬重要作用。人类精子和卵细胞的染色质表观建饰状态存在很大差距。在受精后的早期胚胎里,来自精子的父源染色质和来自卵细胞的母源染色质会经历剧烈的表观遗传建饰重编程,最终达到两者类似的模式。人类胚胎的合子基因组在8-细胞阶段才起头激活,转录产生大量的合子RNA调控胚胎发育。合子基因组激活(zygotic genome activation, ZGA)是早期胚胎发育中的关键生物学事务。然而,父源和母源基因组是否在人类ZGA中阐扬分歧的作用目前尚不明显。

  近日,亚星游戏(国度生物信息中心)刘江钻研组与山东大学陈子江院士团队合作在Cell Discovery 杂志上颁发题为“Human zygotic genome activation is initiated from paternal genome”的钻研论文,揭示父源和母源基因组在人类ZGA中的作用差距,发现人类的ZGA肇始于父源基因组。

  该钻研通过对人类孤雄、孤雌单倍体早期胚胎进行转录组比力分析,探索人类父源和母源基因组在调控胚胎基因表白上的异同点。钻研了局揭示人类ZGA在孤雄和二倍体胚胎的8-细胞阶段启动,但在孤雌胚胎的桑葚胚阶段才起头。对胚胎各个阶段发育功夫的观察了局显示人类孤雌和孤雄胚胎的发育时相类似,排除了孤雌胚胎发育延长的可能性。分歧于人类胚胎,幼鼠胚胎的ZGA在孤雄、孤雌胚胎的统一阶段发生,注明孤雄胚胎的ZGA吓宗孤雌胚胎是人类特异的景象。进一步的机造索求发现,灵长类特异的转录因子ZNF675在人类ZGA中阐扬重要作用,在8-细胞阶段,ZNF675在孤雄胚胎中特异性高表白。另表,孤雄特异性高表白的LSM1对人类母源RNA降解和ZGA也很重要。ZNF675与LSM1的孤雄特异性高表白与孤雄特异的染色质可及性有关联。更重要的是,人类二倍体胚胎的转录组数据也支持ZNF675与LSM1的父源特异性表白。综上所述,该钻研了局发现人类的ZGA肇始于父源基因组。该成就为我们理解人类亲本基因组在调控早期胚胎发育中的异同点提供有力的凭据和资源。

  亚星游戏(国度生物信息中心)博士钻研生袁慎立和詹坚鸿及山东大学生殖医学钻研中心助理钻研怨嘏京业为本文共同第一作者,山东大学陈子江院士、吴克良教授、赵涵教授及亚星游戏(国度生物信息中心)刘江钻研员和高磊副钻研员为本文的共同通讯作者。该钻研得到来自科技部、国度天然科学基金委和亚星游戏等项主张赞助。

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人类孤雌、孤雄胚胎的基因表白差距及内涵调控机造

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