2月20日，國際著名學(xué)術(shù)期刊Cell Research在線發(fā)表了中國科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所景乃禾研究組和北京大學(xué)湯富酬研究組的合作論文“Silencing of developmental genes by H3K27me3 and DNA methylation reflects the discrepant plasticity of embryonic and extraembryonic lineages”。該研究揭示了原腸運動時期胚胎不同部位細(xì)胞的DNA甲基化和H3K27me3修飾模式的變化規(guī)律，并發(fā)現(xiàn)了發(fā)育相關(guān)基因在胚外區(qū)域富集DNA甲基化修飾、在胚胎區(qū)域富集H3K27me3修飾的現(xiàn)象,闡明了兩種表觀調(diào)控機制對于介導(dǎo)胚外和胚胎部分細(xì)胞發(fā)育潛能的差異具有重要作用。

 

        細(xì)胞命運決定過程的調(diào)控機制是發(fā)育生物學(xué)及干細(xì)胞研究領(lǐng)域的關(guān)鍵問題之一。在小鼠胚胎早期發(fā)育過程中，具有全能性的合子細(xì)胞經(jīng)過不斷的細(xì)胞增殖后逐漸特化形成滋養(yǎng)外胚層（TE）和內(nèi)細(xì)胞團(ICM)細(xì)胞。其中TE繼而形成胚外外胚層等細(xì)胞，并最終形成胎盤組織等；ICM細(xì)胞則發(fā)育形成原始內(nèi)胚層細(xì)胞和上胚層細(xì)胞，上胚層細(xì)胞經(jīng)過原腸運動形成外、中、內(nèi)三個胚層，將來發(fā)育形成完整個體。表觀遺傳調(diào)控在該過程中發(fā)揮著非常重要的作用。在景乃禾研究員和湯富酬教授的指導(dǎo)下，研究人員通過建立了基于少量細(xì)胞的染色質(zhì)免疫沉淀技術(shù)和亞硫酸鹽測序技術(shù)等，研究了小鼠著床后胚胎不同部位細(xì)胞的組蛋白H3K27me3 修飾和DNA 甲基化修飾的變化規(guī)律和分布特點，發(fā)現(xiàn)并驗證了著床后胚胎中發(fā)育相關(guān)基因在胚胎區(qū)域和胚外區(qū)域調(diào)控機制的差別及其對發(fā)育潛能的影響。這一研究結(jié)果為闡明不同表觀調(diào)控對細(xì)胞命運及發(fā)育可塑性的影響、認(rèn)識干細(xì)胞的全能性與分化潛能以及干細(xì)胞轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)應(yīng)用等提供了全新的視角和理論指導(dǎo)。

 

        該研究工作是與北京大學(xué)湯富酬研究團隊合作完成，博士生楊賢法、北京大學(xué)博士生胡博強、侯宇博士、廣州大學(xué)喬云波博士為本文的共同第一作者，景乃禾研究員、湯富酬研究員和喬云波博士為論文共同通訊作者。該項工作得到了英國皇家科學(xué)院院士、澳大利亞悉尼大學(xué)Patrick Tam教授、生化與細(xì)胞所李黨生研究員、多倫多病孩醫(yī)院Chi-chung Hui 教授的大力幫助。該研究課題得到了中科院干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)先導(dǎo)科技專項、科技部和國家自然科學(xué)基金委的經(jīng)費支持。數(shù)據(jù)收集工作得到了生化與細(xì)胞所動物實驗技術(shù)平臺、分子生物學(xué)技術(shù)平臺、細(xì)胞分析技術(shù)平臺的大力支持。

 

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