清华团队Nature、Cell子刊连发多项表观遗传学成果

　　表观遗传学修饰可以在不改变DNA序列的情况下调控基因的活性，对于人类发育和人类疾病有深远的意义。组蛋白修饰是一种重要的表观遗传学修饰，包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化、ADP-核糖基化等等。

　　组蛋白修饰可以调控许多关键的细胞过程。不过，人们一直不清楚组蛋白的这些标签是否能从哺乳动物生殖细胞传递给下一 代。为此，清华大学的研究团队开发了高度敏感的检测技术——STAR ChIP–seq。他们用这一技术揭示了哺乳动物早期发育过程中组蛋白修饰H3K4me3的全景图，并将这种表观遗传学动态发表在九月十四日的 Nature杂志上。文章通讯作者是清华生命科学院的颉伟（Wei Xie）研究员和清华医学院的那洁（Jie Na）研究员。

　　H3K4me3是一种与转录起始有关的组蛋白标签。研究人员发现，从发育中的生殖细胞到着床后的胚胎，父本基因组会 发生广泛的重编程。其H3K4me3峰会在受精卵中消失，到2细胞晚期再出现。研究显示，发育完全的成熟卵母细胞具有一种非经典的 H3K4me3（ncH3K4me3）。卵母细胞的ncH3K4me3可以遗传给着床前的胚胎，直到2细胞晚期开始建立经典H3K4me3的时候才被抹 去。研究指出，在发育完全的卵母细胞中下调H3K4me3，会引起基因组沉默缺陷。

　　九月十五日颉伟研究组又在Molecular Cell杂志上发表文章，揭示了哺乳动物表观遗传学记忆的重置。Polycomb蛋白和组蛋白修饰H3K27me3能使关键发育调控子保持沉默，由此提供 细胞记忆。那么，这种表观遗传学状态是如何在两代之间传递的呢？研究人员通过STAR ChIP-seq分析了14个发育阶段的H3K27me3动态。他们发现，受精之后Hox和其他发育基因广泛丧失启动子H3K27me3。进一步研究表 明，精子H3K27me3被全面清除，卵子的启动子H3K27me3被清除，但远端H3K27me3得以保留。这项研究向人们展示，配子发生和早期发育阶 段存在表观遗传学记忆的广泛重置，表观基因组具有惊人的可塑性。

　　今年六月，颉伟研究组在Nature杂志上以长文形式报道了哺乳动物着床前胚胎染色质动态调控图谱。在前期斯坦福大 学开发的ATAC-seq基础上，他们利用CRISPR基因编辑系统，成功克服了早期胚胎中大量母源线粒体基因组DNA对该技术的干扰，呈现了小鼠胚胎早 期发育中开放染色质和基因调控元件的精确动态调控图谱。

　　在早期哺乳动物胚胎中基因组是转录静止的，直到受精2-3天后发生合子基因组激活（ZGA）。长期以来人们一直在探 索ZGA的秘密，但还不清楚调控这一重要事件的母本转录因子。浙江大学的研究团队在小鼠中发现，卵母细胞表达的YAP（Yes相关蛋白）是合子基因组激活 的关键。这项研究发表在二月二十三日的Cell Research杂志上，文章的通讯作者是浙江大学生命科学研究院的范衡宇教授。

　　2014年陈赛娟院士研究组在Cell Reports杂志上发表文章指出，在胚胎干细胞分化为原始内胚层的过程中，组蛋白甲基化起到了至关重要的作用。组蛋白甲基化是一种重要的表观遗传学修 饰，能在不改变DNA序列的情况下影响基因的表达，并由此调控胚胎干细胞定向分化和其他生理过程。