2016年09月18日訊 隨著表觀遺傳學(xué)的生化方面的機(jī)制研究得日益透徹
,其生物學(xué)意義也在不斷擴(kuò)展,在諸如干細(xì)胞、免疫、神經(jīng)、疾病模型和腫瘤等領(lǐng)域也成為最熱門的交叉領(lǐng)域。然而在早期胚胎發(fā)育方面,雖然人們對這一主題很感興趣,但是受制于細(xì)胞數(shù)量極為有限而一直缺乏系統(tǒng)深入的研究。另外,表觀遺傳信息如組蛋白修飾是否能夠真正在親代與子代間遺傳仍然知之甚少。9月15日清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院頡偉和醫(yī)學(xué)院那潔研究組、同濟(jì)大學(xué)高紹榮實驗室分別在《自然》雜志(Nature)發(fā)表“背靠背”的研究論文(清華方面
,頡偉研究員和那潔研究員為文章共同通訊作者;同濟(jì)方面,高紹榮教授此外非常值得一提的是
,《Nature》同期還發(fā)布了第三篇類似于頡偉組和高紹榮組的文章,巧合的是頡偉老師博后期間的導(dǎo)師任兵教授是這篇文章的共同通訊作者,另外兩位通訊作者是來自挪威奧斯陸大學(xué)的Arne Klungland和John Arne Dahl。和高紹榮組的論文一樣,任冰和Arne Klungland、John Arne Dahl等的論文也發(fā)現(xiàn)了早期胚胎的基因組中啟動子區(qū)的在基因組激活后存在大量“寬廣的” (broad)H3K4me3修飾區(qū)域。此外,除了檢測H3K4me3修飾的動態(tài)變化,還檢測了H3K27ac修飾,相比之下,從卵細(xì)胞到2細(xì)胞期胚胎的發(fā)育過程中H3K27ac修飾在基因組的覆蓋顯著的增加。鑒于《Nature》同時在線發(fā)表了3篇類似的工作,同時在線發(fā)表的還有一篇評論《發(fā)育生物學(xué):早期表觀基因組的全景展望》(Developmental biology: Panoramic views of the early epigenome)
,作者是法國CNRS和德國亥姆霍茲研究所的Maria-ElenaTorres-Padilla和馬普分子醫(yī)學(xué)研究所的Juan Vaquerizas。評論指出,這三篇文章,加上6月份頡偉組在Nature發(fā)表的論文,共同展示了受精后及胚胎發(fā)育早期組蛋白修飾的變化細(xì)節(jié),以及染色質(zhì)開放程度對基因表達(dá)的調(diào)節(jié),和表觀遺傳信息是怎樣在親代和子代之間傳遞的。今年6月
,頡偉研究組剛剛在Nature發(fā)表過重磅長文(Article),利用少量細(xì)胞的進(jìn)行ATAC-seq,研究了著床前胚胎染色質(zhì)的開放狀態(tài),BioArt曾予以報道(清華頡偉組在《自然》長文報道哺乳動物著床前胚胎染色質(zhì)動態(tài)調(diào)控圖譜)。這次頡偉組的《Nature》論文題為《哺乳動物早期發(fā)育中組蛋白修飾H3K4me3的親本特異重編程》(Allelic reprogramming of the histonemodification H3K4me3 in early mammalian development)。高紹榮實驗室的《Nature》論文題為《植入前胚胎中H3K4me3和H3K27me3染色體區(qū)域的不同特征》(Distinct features of H3K4me3 and H3K27me3chromatin domains in pre-implantation embryos)受精之后
比較這兩篇論文我們可以看到,兩個研究小組都開發(fā)了新的可以用極少量細(xì)胞進(jìn)行ChIP-seq的新技術(shù)
高紹榮組和頡偉組在Nature的工作很有互補(bǔ)性。高紹榮組研究重點在基因組激活后(2細(xì)胞后)啟動子區(qū)的H3K4me3 (promoter H3K4me3)
,而頡偉組研究主要關(guān)注了基因組激活前(2細(xì)胞前)非啟動子區(qū)H3K4me3 (non-promoter H3K4me3)。高紹榮組發(fā)現(xiàn)在早期胚胎的基因組中啟動子區(qū)的H3K4me3在基因組激活后(2細(xì)胞到blastocyst)存在大量“寬廣的” (broad)(>5kb)H3K4me3修飾區(qū)域,這個在體細(xì)胞和細(xì)胞系中含量則很低。為了進(jìn)一步研究H3K4me3的功能,高紹榮研究組使用在受精卵siRNA敲降技術(shù)頡偉研究組的Nature論文側(cè)重于研究組蛋白修飾H3K4me3從親代到子代的遺傳模式
頡偉組在《Molecular Cell》的論文中研究了另一個關(guān)鍵組蛋白修飾H3K27me3 在親代和子代間遺傳和重編程的模式
這三篇論文綜合起來
值得指出的是
頡偉研究員出身于著名的Michael Grunstein(表觀遺傳領(lǐng)域的先驅(qū)之一,80年代證明組蛋白在細(xì)胞內(nèi)能夠調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄)和任兵實驗室(任兵發(fā)明了ChIP-on-chip
鑒于上述三篇國內(nèi)重量級文章和國外一篇相似文章的同期發(fā)表
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