中科院揭示哺乳動物胚胎染色體3D結構重編程規律

中科院北京基因組所劉江團隊和上海科技大學黃行許團隊合作，揭示了哺乳動物成熟精子和卵子染色體3D結構以及在早期胚胎髮育過程中染色體結構的重編程變化，相關成果日前發表在《細胞》上。本文威正翔禹/締一生物為您分析中科院揭示哺乳動物胚胎染色體3D結構重編程規律。

哺乳動物配子和早期胚胎的數量非常有限，因此研究團隊首先解決了使用少量細胞建立3D染色體結構圖譜的難題，獲得了小鼠精子、卵子和早期胚胎的高解析度染色體高級結構圖譜。

研究人員進一步研究發現，成熟的卵子沒有拓撲結構域，而在精子中普遍存在超遠程染色體的相互作用。受精卵和2細胞時期胚胎中染色體高級結構幾乎不存在，隨著發育的進行，染色體高級結構逐漸建立起來。並且，染色體高級結構的建立不依賴於受精卵基因組轉錄的激活，而是依賴於基因組的複製。此外，本研究還首次發現染色體的高級結構與DNA甲基化的關聯，並且發現早期發育的DNA去甲基化也與染色體的高級結構相關。

該研究為深入了解哺乳動物如何從受精卵發育成一個多功能個體打下了重要基礎，為人們認識早期胚胎中真實的3D基因組結構做了良好鋪墊，哺乳細胞早期胚胎髮育高解析度染色體高級結構圖譜數據將為表觀遺傳、生物信息研究領域提供寶貴的資源，幫助揭示胚胎髮育的奧秘。

對於大多數動物包括人類來講，生命起始於精子和卵子的結合。然而，精子的細胞核、卵子的細胞核結構卻和人體中其他體細胞存在非常大的差別。因此精子和卵子受精后，細胞核中的染色體如何變化、如何變成正常的細胞染色體，一直未被了解。同時，了解哺乳動物發育過程中染色體高級結構的變化，有利於理解人是如何從受精卵發育成個體的。

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