TEL:17312606166（伞司理）
腾博会官网临床前大动物实验中心
17312606166
近年来，甘海云研究员与相助者通过开发eSPAN（enrichment and sequencing of protein-associated nascent DNA）手艺，发明了DNA复制历程中转达亲代组卵白的分子朋侪，展现了亲代组卵白遗传的分子机制。Mcm2（Mcm2-7解旋酶的一个亚基）通过与Ctf4和Pola1的相互作用将亲代组卵白转达到复制DNA的滞后链。而Pole3和Pole4（前导链DNA聚合酶的两个亚基）则通过相互作用增进亲代组卵白转达到前导链。在DNA复制历程中Mcm2-Ctf4-Pola1和Pole3/Pole4包管了亲代组卵白及其翻译后修饰在姐妹染色单体上的对称分派（图1）。然而，DNA复制中亲代组卵白怎样调控表观信息转达及其生物学意义尚不清晰。
图1 ：DNA复制耦联的亲代组卵白表观信息转达
2023年9月4日，中国科学院深圳先进手艺研究院合成生物学研究所甘海云课题组在 Nature Genetics 期刊揭晓了题为：Symmetric inheritance of parental histones contributes to safeguarding the fate of mouse embryonic stem cells during differentiation（亲代组卵白的对称遗传�；ば∈笈咛ジ上赴纸庵械脑似┑奈恼�。
该研究发明，亲代组卵白对称分派和遗传包管了小鼠胚胎干细胞的分解和早期小鼠胚胎发育。
甘海云研究员课题组在前期发明MCM2功效的基础上，通过点突变（Mcm2-2A：Y81A/Y90A）获得缺失MCM2组卵白团结功效的小鼠胚胎干细胞。研究发明，旧组卵白（如H3K27me3）分派失衡，组卵白修饰在全基因组规模的漫衍泛起异常（如H3K27me3， H3K9me3和H3K4me3），胚胎干细胞向神经细胞分解潜能降低。进一步通过构建Mcm2-2A小鼠发明，纯合子小鼠早期胚胎发育缺陷，胚胎致死。亲代组卵白对称分派和遗传对胚胎干细胞分解和早期小鼠胚胎发育具有�；ぷ饔�。
亲代组卵白携带的修饰蕴含了大宗的表观遗传信息（好比与细胞分解和个体发育亲近相关的H3K27me3， H3K9me3和H3K4me3）。DNA复制偶联的核小体组装历程中，新天生的染色质包括约莫等量的亲代组卵白和新组卵白，子细胞中被稀释了一半的组卵白修饰通过重修恢复到原有水平，好比H3K27me3通过“读-写”机制实现重修。差别组卵白修饰重修的速率差别，H3K4me3可实现快速重修，而H3K27me3和H3K9me3重修较慢，在一个细胞周期内无法完全恢复。
在DNA复制历程中，亲代组卵白分派失衡可能会导致差别子细胞中遗传了差别的组卵白修饰漫衍景观，及其可能导致的转录水平改变。通过单细胞H3K27me3 CUT&Tag，单细胞RNA-seq和LARRY-Barcode谱系追踪手艺发明，在向神经细胞分解的系统中Mcm2-2A胚胎干细胞具有向三胚层均分解的趋势。剖析发明，H3K27me3漫衍的异质性增添，转录组异质性也增添，与发育相关基因的转录水平与该基因位点的H3K27me3反向相关。亲代组卵白分派失衡提高了子细胞群体的基因表达和表观状态异质性，影响了子细胞的运气决议。
在小鼠胚胎干细胞bivalent基因的启动子位点，组卵白变体H3.3加入建设准确的H3K27me3漫衍模式。通过eSPAN发明在Mcm2-2A胚胎干细胞中H3.3体现出滞后链偏好。同时，H3K27me3漫衍的转变随着H3.3的改变而改变。亲代组卵白分派失衡，不但改变了缓慢重修组卵白修饰的漫衍，也改变了组卵白变体的定位，进而在全基因组规模影响组卵白及其修饰的景观，从而改变了细胞的运气。
该研究效果展现亲代组卵白遗传包管了组卵白修饰景观的遗传，有助于胚胎干细胞分解和小鼠早期胚胎发育。该发明关于明确表观遗传信息在细胞破碎历程中在子代细胞中的分派和继续性具有主要科学意义和潜在孝顺。
Nature Genetics 期刊同期上线了来自巴黎西岱大学 Pablo Navarro 教授题为：A fork in the road to differentiation 的谈论文章，该文章指出，已往几十年的研究在DNA复制历程中染色质状态维持相关的分子机制方面取得了特殊丰富的效果，但仍然有一个主要问题尚未解决：DNA复制历程中组卵白修饰的遗传在多洪流平上调控细胞的身份？甘海云研究组的这项研究清晰地批注，组卵白修饰的表观遗传加入了子代细胞身份的准确建设，这批注表观遗传调控不但仅是稳固已建设的细胞状态。相反，它有力地增进了发育所需的动态转变。
中国科学院深圳先进手艺研究院合成生物学研究所、深圳合成生物学立异研究院甘海云研究员为论文通讯作者。助理研究员文青、周嘉琦、田聪聪、博士生李欣然、西北农林科技大学客座硕士生宋贵兵为论文的配合第一作者。中国科学院深圳先进手艺研究院医药所能量代谢与生殖研究中心雷晓华副研究员及其课题组博士生马驰原、博士后李秦在本研究的小鼠胚胎实验中给予了鼎力大举支持和提出了名贵意见。
| 上一篇：中国科学家在猪体内作育胚胎人源肾脏达28天 | 下一篇：【天下高血压日】实验动物助力人类高血压疾病研究 |
|
|
|
在线 手艺在线效劳时间：9:00-20:00 在腾博会官网，您对接的是手艺职员，而非客服传话！
电话
17312606166
微信
加微信获取对接
|
