在雌性哺乳动物胚胎形成过程中,两条X染色体的其中一条失活,完成剂量补偿效应。对于小鼠而言,X染色体失活(XCI)主要分为两个阶段,第一阶段父源X染色体(Xp)启动印记失活,此失活状态在滋养外胚层细胞(TE)及原始内胚层细胞(PrE)中得以维持,但在囊胚内细胞团(ICM)的外胚层细胞中,Xp会出现再活化现象,随即进入第二阶段XCI进程。此前,安诺基因助力法国居里所科研工作者对于X染色体失活的机制已经有了较多的探索,相应成果已在Nature主刊、子刊发表,但囊胚内细胞团中Xp是如何撤销失活状态,发生再活化,其机制仍不明晰。本次新发表的文章利用了单细胞转录组测序(scRNA-seq)的方法,对X染色体再活化的分子机制进行了深入探索。

  研究选择34个雌性小鼠胚胎样本,利用llumina HiSeq平台,对E3.5、E4.0内细胞团进行单细胞转录组测序(scRNA-seq),获得的数据结合已发表的结果进行主成分分析(PCA),发现E3.5与E4.0细胞间存在明显异质性,且无论是早期细胞还是中期细胞,都能分出两种细胞亚群。基于多潜能分化因子的表达,E4.0内细胞团明显分为原始内胚层细胞、外胚层细胞两大类,其中只有外胚层细胞会出现基于Xist表达及H3K27me3 富集程度下降的X染色体再活化现象。

  深入挖掘数据,将检测到的X染色体基因分为早期再活化基因,晚期、后晚期再活化基因及失活逃脱基因,发现早期再活化的基因受转录因子调控,多含有转录因子结合区域,存在大量H3K4me3修饰形式,而晚期再活化基因往往存在H3K27me3富集。文章首次深入阐明了X染色体再活化分子机制,揭示了这一生物学过程中的表观修饰及转录因子结合的重要性。

  X染色体再活化模型

  作为国内单细胞测序技术整体解决方案的领导者,安诺基因单细胞多组学研究解决方案已经丰富至三大组学(基因组、转录组、表观组),涵盖单细胞基因组测序、单细胞外显子测序、单细胞转录组测序、单细胞全转录组测序、单细胞全基因组甲基化测序、单细胞基因组与转录组平行测序(G&T Seq)。这些技术能够有针对性地准确服务于不同的研究领域及研究策略,使得科研工作者可以更深入地了解细胞间的异质性。

相关文章

衰老如何改变我们的基因

衰老对身体产生的可见影响有时与基因活动的无形变化有关。DNA甲基化的表观遗传过程会随着年龄增长而变得不再精确,造成基因表达的变化。而这种变化与随着年龄增长而出现的器官功能衰退和疾病易感性增加有关。如今......

为何有人衰老更快?揭秘背后的400个基因

有些人比同龄人更显年轻,而有些人看着更显老;有些人年逾九旬仍身心康健,而另一些人早在数十年前就饱受糖尿病、阿尔茨海默病或行动障碍的困扰;有些人能轻松应对严重摔伤或流感侵袭,而有些人一旦住院就再难康复。......

科学家发现玉米耐热关键基因

近日,西北农林科技大学玉米生物学与遗传育种团队联合华中农业大学玉米团队在《植物生理学研究》发表论文。研究初步揭示了ZmGBF1-ZmATG8c模块通过自噬途径调控玉米耐热性的分子机制。随着全球气温持续......

华北理工学者在染色体研究中获突破

近日,华北理工大学生命科学学院教授王希胤课题组在染色体研究中获突破。相关科研成果在《自然-协议》(NatureProtocols)发表。据介绍,染色体是执行遗传功能的关键结构与功能单元,重建祖先细胞核......

降本提效!我团队研制出系列牛用基因芯片

记者21日从国家乳业技术创新中心获悉,该中心技术研发团队成功研制出奶牛种用胚胎基因组遗传评估芯片和“高产、抗病、长生产期”功能强化基因组预测芯片。该系列基因芯片具有完全自主知识产权,填补了我国基因芯片......

新研究:阻断或抑制一种特殊基因可选择性杀伤癌细胞

国际期刊《内分泌学前沿》日前刊登的一项新研究揭示,一种特殊基因对肠道吸收维生素D及其后续代谢过程至关重要,阻断或抑制该基因能够选择性抑制癌细胞生长。这一发现在癌症治疗等精准医学领域具有广阔应用前景。维......

我国科学家发现大豆种子油蛋比调控关键基因

记者从安徽农业大学获悉,该校王晓波教授团队联合中国农业科学院作物科学研究所邱丽娟、李英慧研究员团队,解析了关键基因对大豆种子油脂和蛋白比例(油蛋比)的调控机制,为高油或高蛋白大豆品种选育提供了新方向。......

茶叶大小谁定?这个基因很关键

茶树是以收获新梢为主的叶用经济作物,茶芽大小不仅直接影响鲜叶的产量和品质,还与茶类适制性密切相关。解析茶树芽大小的遗传调控机制,有助于改良茶树品种、提高茶叶产量。近日,中国农业科学院茶叶研究所种质资源......

这项研究找到了玉米穗叶结构候选基因

玉米作为全球重要的粮食、饲料和工业原料作物,其高产对保障粮食安全至关重要。近日,东北农业大玉米遗传育种团队完成的研究在《农业科学学报(英文)》(JournalofIntegrativeAgricult......

它们“非一般”的生存策略挑战了经典遗传学理论

在生命的微观世界里,细胞分裂时有着严格的染色体分配原则。按照经典遗传学和细胞生物学理论,细胞有丝分裂或减数分裂后,每个子细胞核都应该至少获得完整的一套单倍体染色体,这样才能保证细胞正常发育和发挥功能。......