Cell|中科院刘江等研究组首次报道人类早期胚胎染色质动态图谱

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iNature：2018年3月9日，中科院基因组所刘江、山东大学陈子江与广州医科大学三附院刘见桥研究组合作在Cell发表题为“Chromatin Accessibility Landscape in Human Early Embryos and Its Association with Evolution”的研究论文，该研究首次报道人类早期胚胎染色质动态图谱，同时这些数据为理解基因和转座子表达的调节提供了进化的发展观。

表观遗传信息在哺乳动物从全能的受精卵向内质细胞团（ICM）多能原始外胚层细胞的转变中起着至关重要的作用。全能性和多能性是两种截然不同的表观遗传状态，具有不同的发展潜力。受精卵是全能的，因为它们可以发展成一个完整的生物体。受精卵缺乏自我更新的能力，只能进行卵裂分裂。从胚泡ICM内的全能卵裂球建立多能细胞。 ICM细胞获得正常细胞分裂的特性，并且在体外正确培养时可以自我更新。在从受精卵到囊胚的哺乳动物发育期间，发生了显著的表观遗传重编程。适当的表观遗传重编程对胚胎发育至关重要。最近的研究表明，DNA甲基化组的全基因组异常重编程发生在人类早期胚胎中。

表观遗传和遗传机制协调调节基因在发育和细胞命运决定过程中的表达。基因激活通常需要顺式调控DNA序列才能被反式因子调控。脱氧核糖核酸酶I超敏反应测定法和转座酶接近性染色质测定法是测量染色质可及性的两种常用方法。最近的研究表明，染色质可及性景观的显著重编程发生在小鼠的胚胎发生过程中。

 Oct4和Nfya有助于在小鼠早期胚胎中建立染色质可接近性模式。胚胎发生的整个过程在人类和小鼠之间是相似的，但受精卵基因组激活（ZGA）的胚胎阶段不同。小鼠主要ZGA发生在两个细胞阶段，而人类主要ZGA发生在八个细胞阶段。由于尚未在人类早期胚胎中研究染色质可达性的动力学，因此了解人类和小鼠之间染色质可及性的保守性和差异性将是有意义的。

使用DNA酶I超敏位点（DHS）测序，中科院基因组所刘江、山东大学陈子江与广州医科大学三附院刘见桥研究组报道染色质可及性图谱在人类早期胚胎发生期间逐渐建立。有趣的是，具有OCT4结合基序的DHS在人类合子基因组激活（ZGA）的时间点富集，但在小鼠中不会。始终如一，OCT4有助于ZGA在人类中，而不是在小鼠身上。

文章总体概括

中科院基因组所刘江、山东大学陈子江与广州医科大学三附院刘见桥研究组进一步发现较低的CpG启动子通常在后期建立DHS。同样，较年轻的基因倾向于建立启动子DHSs，并在晚期胚胎期表达，而较老的基因在早期阶段表现出这些特征。此外，数据还显示，人类活性转座子SVA和HERV-K含有DHS，并且在早期胚胎中高度表达，但在分化的组织中不表达。总之，中科院基因组所刘江、山东大学陈子江与广州医科大学三附院刘见桥研究组的数据为理解基因和转座子表达的调节提供了进化的发展观。

原文链接：

http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)30172-7

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