北京基因组研究所(国家生物信息中心)相助展现组卵白乙;谌死嘣缙谂咛シ⒂械闹乇喑碳吐杉白饔
克日,九游会j9(国家生物信息中心)刘江研究组、山东大学陈子江院士团队及九游会j9生物物理所田勇研究组相助,在Cell Discovery 杂志上揭晓了题为“Dynamics of histone acetylation during human early embryogenesis”的研究论文,展现组卵白乙;谌死嘣缙谂咛シ⒂械闹乇喑碳吐杉白饔。
合子基因组激活(zygotic genome activate, ZGA)是早期胚胎发育中的一个要害生物学事务,它代表着合子基因组从默然向活跃转录状态的转变。表观遗传重编程在合子基因组激活中施展着主要作用。例如,人类的合子基因组激活爆发在8-细胞时期。大宗基因的启动子在4-细胞阶段呈染色质关闭状态,但在8-细胞阶段转变为开放状态,与人类合子基因组激活相关联。组卵白乙;奘蜨3K27ac往往标记细胞内活跃的增强子,调控基因的细胞或时期特异性表达。在人类合子基因组激活历程中,H3K27ac的重编程纪律及作用现在并不清晰。另外,活跃的逆转座子可随机插入基因组中引发基因组突变,以是它们在成熟细胞中往往处于转录默然状态。可是,在人类早期胚胎中许多人类特异的逆转座子泛起活跃转录的状态,其表达调控的机制现在并不清晰。为了回覆上述问题,研究团队相助绘制了人类早期胚胎从2-细胞阶段到囊胚及6周阶段的H3K27ac图谱,探讨了H3K27ac在人类胚胎合子基因组激活及转座子活化中的作用。
虽然H3K27ac信号在绝大部分细胞中泛起尖峰模式,但在人类合子基因组激活前的2-细胞和4-细胞胚胎里则泛起非典范的宽峰模式(如图)。这种H3K27ac宽峰在小鼠受精卵里也被检测到,说明这是一种物种守旧的征象。在小鼠受精卵中,大部分的H3K27ac宽峰是在受精后重新建设的。H3K27ac宽峰信号在8-细胞阶段转酿成典范的尖峰模式,提醒H3K27ac宽峰的去除可能加入ZGA(如图)。在组卵白去乙;窰DAC敲低的人类8-细胞胚胎中,H3K27ac宽峰信号的去除被阻滞,同时ZGA被破损,证实HDAC加入H3K27ac宽峰的擦除及ZGA。
人类早期胚胎中活跃表达的逆转座子上富集H3K27ac信号。组卵白乙酰转移酶P300敲低的桑椹胚中,H3K27ac信号显著下调,同时大宗基因和逆转座子的表达水平显着下降,提醒H3K27ac信号与早期胚胎里转座子的活跃表达亲近相关。这种征象在小鼠早期胚胎里也可以视察到。有意思的是,虽然差别类型的组卵白乙;荚谛∈笤缙谂咛サ哪孀由戏浩鸶患衍,可是在ERVKs这类逆转座子上显著富集H3K27ac和H3K18ac,而非H3K9ac。这一效果提醒差别类型的转座子可能具有差别的转录激活机制。
综上所述,人类早期胚胎中H3K27ac在ZGA前呈宽峰模式,H3K27ac的动态转变与ZGA和转座子活跃转录亲近相关。吴克良教授和范东东为本文配合第一作者,刘江研究员、陈子江院士、田勇研究员和高磊副研究员为本文的配合通讯作者。该研究获得九游会j9先导项目、国家重点研发妄想、国家自然科学基金委和九游会j9青年立异增进会等项目的资助。
论文链接
H3K27ac在人类早期胚胎中的重编程纪律及作用