加拿大pc 林戈课题组发文揭露怙恃源基因组对人类初期胚胎发育的影响

2019年11月07日 09:21 冷智丽 点击: []

10月3日,加拿大pc 林戈课题组、中国医学科学院蒋太交课题组与深圳华大性命科学研讨院徐凤萍课题组配合协作在《Cell Stem Cell》(IF:21.46)在线颁发了题为Single-cell transcriptome analysis of uniparental embryos reveals parent-of-origin effects on human preimplantation development的最新研讨功效。该研讨初次构建了人类单亲和双亲胚胎着床前发育期间的转录组和DNA甲基化图谱,并判定出1388个怙恃源基因组特同性抒发基因,阐释了怙恃源基因组对着床前胚胎基因组激活(EGA)和细胞分解的感化。加拿大pc 冷丽智博士、中国医学科学院孙继亚博士和深圳华大性命科学研讨院黄晋荣博士为配合第一作者,加拿大pc 林戈传授,深圳华大性命科学研讨院徐凤萍博士和中国医学科学院蒋太交传授为配合通信作者,加拿大pc 为第一单位兼第一通信单位。

(图为 怙恃源基因组对初期胚胎发育影响总结图)

人类体外受精胚胎的囊胚构成率较低,大局部胚胎停滞在4-8细胞阶段,今朝对胚胎停滞的缘由还不清晰。为处理这一临床困难,林戈课题组及其协作团队以孤雌(PG)、孤雄(AG)和一般受精胚胎(BI)为模子,连系胚胎延时成像技术和单细胞多组学测序技术,体系地研讨了怙恃源基因组对初期胚胎发育的影响。该研讨发明比拟于双亲胚胎,单亲胚胎的发育潜能较着降落,非常割裂行动的产生率降低,并且单亲和双亲胚胎的发育速率呈现较着差别,AG发育较快,PG发育较慢。名目组进一步将三组胚胎培育至囊胚,发明BI可以或许构成一个大的囊腔,外周为一圈光滑的滋润层细胞,囊腔内可见较着的内细胞团。相反,AG和PG囊胚的细胞分解均存在缺点,AG囊胚未见较着的内细胞团,PG囊胚的滋润层细胞发育受限。名目组搜集孤雌、孤雄和一般受精胚胎停止单细胞转录组测序,功效显现三类胚胎首要EGA均产生在4细胞至桑椹胚期间,可是单亲胚胎表现出EGA激活水平降落和母源性物资断根不完整。经由进程单亲和双亲胚胎的基因抒发差别阐发判定出807个母源偏斜性抒发基因(MBGs)和581个父源偏斜性抒发基因(PBGs)。MBGs在胚胎4细胞阶段起头抒发,对肇端EGA进程有首要进献。PBGs偏向于在胚胎8细胞期间起头抒发,与胚胎慎密化和滋润层细胞分解紧密亲密相干,从而印证了单亲和双亲胚胎的表型差别。

为了进一步揭露MBGs和PBGs在人类着床前胚胎的调控机制,名目组对MBGs和PBGs停止了转录因子调控收集阐发,发明MBGs的抒发首要受DUX4, EGR2和DUXA等焦点转录因子调控,而PBGs首要受ZNF263和KLF3等焦点转录因子调控。另外,名目组还阐发了MBGs和PBGs在三类胚胎的DNA甲基化状况,发明PBGs的抒发与怙恃源基因组特同性的DNA甲基化紧密亲密相干。该研讨体系周全地绘制了初期胚胎发育进程中的怙恃源基因组调控收集,对熟悉人类初期胚胎发育及调控机制具备首要代价,为临床上胚胎发育非常等疑问病例的诊治供给了新的实际根据。

林戈传授团队最近几年来努力于人类初期胚胎发育的利用根本研讨,此前(本年1月)在国际首要学术期刊《Nature Communication》 (IF=12.19)上颁发了对于人类着床前胚胎染色质变更与基因转录的相干研讨功效,初次在染色质开放和转录两个组学层面体系地描画人类初期胚胎发育进程中多个关键阶段染色质状况和基因抒发的静态变更。

该研讨获得了国度天然科学基金、国度重点研发打算等多个名目的撑持。

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