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同濟大學高紹榮團隊從全基因組水平上揭示了小鼠植入前胚胎發(fā)育過程中的組蛋白H3K4me3和HK27me3修飾建立過程,并發(fā)現(xiàn)寬的H3K4me3修飾在植入前胚胎發(fā)育過程中對基因表達發(fā)揮重要調(diào)控作用。相關(guān)成果9月15日在線發(fā)表于《自然》。
高紹榮研究組利用極少量的細胞檢測了小鼠植入前胚胎發(fā)育各個時期的組蛋白H3K4me3和H3K27me3修飾變化情況,這兩個修飾分別對應(yīng)基因的激活和沉默。
研究人員發(fā)現(xiàn),組蛋白H3K4me3和H3K27me3修飾的建立規(guī)律明顯不同,H3K4me3修飾的建立更迅速,并且傾向于建立在CpG含量較高且DNA甲基化水平較低的啟動子區(qū)域,而H3K27me3修飾的建立比較緩慢,并且傾向于建立在CpG含量較低的啟動子區(qū)域。
此次zui重要的發(fā)現(xiàn)是看到,雖然H3K4me3修飾在2-細胞時期之后很少出現(xiàn)*的建立和去除,但H3K4me3信號的寬度卻在不斷變化,并且在早期胚胎的基因組中存在大量寬的(>5kb)H3K4me3信號。而這種寬的H3K4me3信號在細胞系以及普通的體細胞中含量都很低。重要的是,這些寬的H3K4me3信號跟基因的高表達以及細胞的發(fā)育命運都有很密切的關(guān)系,這預(yù)示著在早期胚胎中,H3K27me3等修飾還沒有*建立起來,細胞對基因表達的調(diào)控可能有著*不同的表觀遺傳調(diào)控機制。
研究還發(fā)現(xiàn)在胚胎發(fā)育過程中,H3K4me3修飾的寬度會逐步變化,表明寬的H3K4me3修飾在早期胚胎發(fā)育過程中,作為一種可調(diào)節(jié)表觀遺傳修飾,調(diào)控了各個時期基因的表達,并可能在更多生理過程中發(fā)揮重要作用。
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