北京生科院最新文章解析体细胞核移植关键过程

来自北京生命科学研究所的研究人员报道了小鼠体细胞核移植胚胎第一个细胞周期中，体细胞组蛋白乙酰化和甲基化修饰经历动态重编程的过程。这一研究成果公布在《Biology of Reproduction》杂志上。

领导这一研究的是高绍荣博士为，第一作者为王凤超，论文的其他作者还有寇朝辉，张郁。这一项研究为科技部863和北京市科委资助课题，在北京生命科学研究所完成。

原文检索：
Dynamic Reprogramming of Histone Acetylation and Methylation in the First Cell Cycle of Cloned Mouse Embryos

体细胞核移植（SCNT）克隆胚胎在表观遗传上的重编程对胚胎发育起重要的作用。我们在本实验中观察了小鼠体细胞克隆胚胎在一细胞阶段组蛋白的乙酰化和甲基化修饰变化情况，发现体细胞的组蛋白某些赖氨酸位点（H3K9, H3K14, H4K16）在核移植后能很快地去乙酰化，随后在胚胎激活过程中又发生了再乙酰化。然而，另外一些赖氨酸位点（H4K8, H4K12）在核移植和胚胎激活过程中乙酰化水平一直维持在高水平，仅有轻微的去乙酰化现象发生。通过这两种途径，克隆胚胎建立起了与单精注射（ICSI）获得的正常胚胎相似的组蛋白乙酰化修饰状态。我们还发现用组蛋白去乙酰化酶的抑制剂TSA处理克隆胚胎后能够提高这种相似性，这可能是TSA处理的克隆胚胎发育率高的原因。H3K9 三甲基化与二甲基化修饰在正常胚胎雌雄原核中呈不对称分布，而在克隆胚胎形成的两个或多个类原核中均匀分布，并逐渐发生去甲基化，H3K9去甲基化的发生可能对克隆胚胎基因的激活起重要作用。总之，我们的实验表明克隆胚胎通过不同的途径逐步实现了对组蛋白的乙酰化及甲基化的重编程。

附：
高绍荣 博士
北京生命科学研究所研究员
Shaorong Gao, Ph.D.
Assistant Investigator, NIBS, Beijing, China

Phone：010-80726688
Fax： 010-80726689
E-mail：gaoshaorong@nibs.ac.cn

教育经历

1993
中国山东农业大学动物科技学院学士

1996
中国农业大学动物科技学院生殖生物学硕士

2000
中国科学院动物学研究所生殖生物学国家重点实验室生殖生物学博士

工作经历

2005-Present
中国北京生命科学研究所研究员

2004-2005
美国康涅狄格州大学助理教授

2004
美国坦普尔大学医学院费尔斯肿瘤和分子生物学研究所助理科学家

2002-2004
美国坦普尔大学医学院费尔斯肿瘤和分子生物学研究所博士后

2000-2002
英国苏格兰爱丁堡大学罗斯林研究所基因表达与发育系博士后

1998-2000
美国布朗大学医学院罗得岛州妇幼医院不孕不育科研究员助理

研究概述：

本实验室工作主要集中在研究哺乳动物体细胞克隆胚胎发育过程中再编程(Reprogramming)的分子机理。将体细胞核通过显微操作移入去除遗传物质的成熟卵母细胞中从而启动胚胎发育是一个由体细胞基因表达逆转进入胚胎细胞基因表达的再编程过程，正是由于我们对卵母细胞再编程的分子机理不清楚才使克隆成功的效率仍然处于非常低的水平。而能够分离纯化卵母细胞中特有的再编程因子(Reprogramming Factors) 将会对克隆效率的提高以及干细胞的研究起到十分重要的意义。我们今后工作重点之一就是要通过核移植并结合生物化学的方法鉴定卵母细胞胞质中的这些重要因子。

近来，人们已经意识到胚胎干细胞的研究对一些疾病治疗的重大前景。通过核移植的方法可以得到与病人遗传信息相同的胚胎干细胞，从而可以消除移植后免疫排斥的可能。我们实验室已经通过核移植的方法建立起了数十株小鼠体细胞克隆胚胎干细胞系并正在进行体外分化为心肌组织的研究和体内移植后功能的鉴定。同时我们正在进行人治疗性克隆的研究以期尽快建立病人来源的体细胞核移植胚胎干细胞系。

小鼠胚胎发育过程中卵母细胞与早期胚胎极性发生机理的研究也是我们实验室的重要研究方向。

因此，本实验室以后的工作主要集中在：

1. 研究克隆胚胎再编程(Reprogramming)的分子机理，鉴定与纯化卵母细胞中特有的再编程因子(Reprogramming factor)。

2. 建立克隆胚胎干细胞系并进行体外分化与功能的研究。

3. 小鼠卵母细胞与早期胚胎极性发生机理的研究。

相关报道
《生殖生物学》－高绍荣等－体细胞核移植胚胎研究
来源：北京生命科学研究所

2007年9月5日，北京生命科学研究所高绍荣实验室在《生殖生物学》（Biology of Reproduction）杂志上在线发表题为 “Dynamic Reprogramming of Histone Acetylation and Methylation in the First Cell Cycle of Cloned Mouse Embryos.” 的文章。该文章报道了小鼠体细胞核移植胚胎第一个细胞周期中，体细胞组蛋白乙酰化和甲基化修饰经历动态重编程的过程。
 
体细胞核移植（SCNT）克隆胚胎在表观遗传上的重编程对胚胎发育起重要的作用。在实验中观察了小鼠体细胞克隆胚胎在一细胞阶段组蛋白的乙酰化和甲基化修饰变化情况，发现体细胞的组蛋白某些赖氨酸位点（H3K9, H3K14, H4K16）在核移植后能很快地去乙酰化，随后在胚胎激活过程中又发生了再乙酰化。然而，另外一些赖氨酸位点（H4K8, H4K12）在核移植和胚胎激活过程中乙酰化水平一直维持在高水平，仅有轻微的去乙酰化现象发生。通过这两种途径，克隆胚胎建立起了与单精注射（ICSI）获得的正常胚胎相似的组蛋白乙酰化修饰状态。研究还发现用组蛋白去乙酰化酶的抑制剂TSA处理克隆胚胎后能够提高这种相似性，这可能是TSA处理的克隆胚胎发育率高的原因。H3K9 三甲基化与二甲基化修饰在正常胚胎雌雄原核中呈不对称分布，而在克隆胚胎形成的两个或多个类原核中均匀分布，并逐渐发生去甲基化，H3K9去甲基化的发生可能对克隆胚胎基因的激活起重要作用。总之，实验表明克隆胚胎通过不同的途径逐步实现了对组蛋白的乙酰化及甲基化的重编程。
 
王凤超为本论文的第一作者，论文的其他作者还有寇朝辉和张郁。高绍荣博士为通讯作者。此项研究为科技部863和北京市科委资助课题，在北京生命科学研究所完成。