同濟大學(xué)教授高紹榮和張勇課題組通過(guò)對不同發(fā)育命運體細胞克隆胚胎進(jìn)行全基因組DNA甲基化分析,揭示了異常的DNA再甲基化是導致克隆胚胎著(zhù)床后發(fā)育異常的關(guān)鍵因素。該研究近日發(fā)表于《細胞—干細胞》。
雖然體細胞克隆在多種動(dòng)物上已獲得成功,但克隆胚胎中DNA甲基化的重編程過(guò)程及其對克隆效率的影響在很大程度上并不清楚。該研究中,研究人員利用微量細胞全基因組亞硫酸氫鹽測序技術(shù),首次繪制了不同發(fā)育命運的克隆胚胎植入前發(fā)育過(guò)程中的全基因組DNA甲基化圖譜。發(fā)現克隆胚胎早期發(fā)育過(guò)程中相關(guān)位點(diǎn)的DNA甲基化動(dòng)態(tài)變化存在再甲基化的現象。通過(guò)對比不同發(fā)育命運克隆胚胎與正常受精胚胎在同一發(fā)育時(shí)期的DNA甲基化差異,研究人員鑒定出了廣泛的再甲基化位點(diǎn)(rDMR),并且這一再甲基化現象在發(fā)育阻滯的克隆胚胎中更明顯。更重要的是,通過(guò)干擾DNA甲基化酶的表達可以有效降低克隆胚胎中異常的DNA再甲基化水平,激活克隆胚胎的特定轉錄本,并改進(jìn)克隆胚胎的體內外發(fā)育效率。由此獲得的克隆動(dòng)物胎盤(pán)發(fā)育也得到了明顯改善,這是以往針對多種表觀(guān)遺傳障礙的解決辦法都沒(méi)有做到的,為研究著(zhù)床后克隆胚胎的異常發(fā)育提供了新思路。
同時(shí),研究人員發(fā)現克隆胚胎的異常DNA再甲基化和組蛋白修飾重編程缺陷是兩個(gè)相對獨立的壁壘。采取敲降DNA甲基化酶與過(guò)表達組蛋白去甲基化酶兩種措施,可以使克隆成功率提高到17%左右。
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