人類親本-合子轉變期間組蛋白修飾重編程

2020-12-05 科學網

人類親本-合子轉變期間組蛋白修飾重編程

作者：

小柯機器人

發布時間：2019/7/31 10:35:32

2019年7月26日出版的《科學》雜誌發表了中國科學家的一項最新研究成果。來自清華大學和鄭州大學第一附屬醫院的科學家合作探明了人類從親本到合子的轉變過程中組蛋白修飾重編程。

為了研究組蛋白修飾在人類早期發育過程中是如何被重新編程的，課題組研究了人類卵母細胞和早期胚胎中的關鍵組蛋白標記。與小鼠卵母細胞不同的是，人類卵母細胞中允許標記三甲基化組蛋白H3賴氨酸4 (H3K4me3)，這在啟動子上表現出規範化模式。受精後，prezygotic genome activation（pre-ZGA）胚胎在CpG豐富調控區域獲得允許的染色質和廣泛分布的H3K4me3。相比之下，抑制性標記H3K27me3經歷全基因組丟失。富含CpG的調控區域在ZGA上分解為活性或抑制狀態，隨後在發育基因上恢復H3K27me3。最後，通過結合染色質和轉錄組圖譜，研究人員揭示了早期譜系規範期間的轉錄線路和不對稱H3K27me3模式。總的來說，研究數據揭示了一個啟動階段，連接著人類親本到合子的表觀基因組轉換。

研究人員表示，組蛋白修飾起著調節基因的表達與發育的重要作用。

附：英文原文

Title: Resetting histone modifications during human parental-to-zygotic transition

Author: Weikun Xia, Jiawei Xu, Guang Yu, Guidong Yao, Kai Xu, Xueshan Ma, Nan Zhang, Bofeng Liu, Tong Li, Zili Lin, Xia Chen, Lijia Li, Qiujun Wang, Dayuan Shi, Senlin Shi, Yile Zhang, Wenyan Song, Haixia Jin, Linli Hu, Zhiqin Bu, Yang Wang, Jie Na, Wei Xie, Ying-Pu Sun

Issue&Volume: Vol 365 Issue 6451

Abstract: Histone modifications regulate gene expression and development. To address how they are reprogrammed in human early development, we investigated key histone marks in human oocytes and early embryos. Unlike that in mouse oocytes, the permissive mark trimethylated histone H3 lysine 4 (H3K4me3) largely exhibits canonical patterns at promoters in human oocytes. After fertilization, prezygotic genome activation (pre-ZGA) embryos acquire permissive chromatin and widespread H3K4me3 in CpG-rich regulatory regions. By contrast, the repressive mark H3K27me3 undergoes global depletion. CpG-rich regulatory regions then resolve to either active or repressed states upon ZGA, followed by subsequent restoration of H3K27me3 at developmental genes. Finally, by combining chromatin and transcriptome maps, we revealed transcription circuitry and asymmetric H3K27me3 patterning during early lineage specification. Collectively, our data unveil a priming phase connecting human parental-to-zygotic epigenetic transition.

DOI: 10.1126/science.aaw5118

Source:https://science.sciencemag.org/content/365/6451/353

Science：《科學》，創刊於1880年。隸屬於美國科學促進會，最新IF：41.037

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