浙大学者揭示早期胚胎的发育之谜

【字体: 时间:2016年02月25日 来源:生物通

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  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。

  

生物通报道: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。

研究人员建立了Yap1删除的小鼠模型,并将其作为母本和父本。研究显示,卵母细胞积累的母本YAP是ZGA必不可少的。母本Yap1敲除会延长胚胎的二细胞期,它们发展到四细胞期的速度比野生型慢得多。此外,研究人员还通过转录组分析鉴定了YAP在早期卵裂球的靶基因。

进一步研究表明,激活YAP的溶血磷脂酸能大幅提升野生型胚胎的早期发育,但对敲除了母本Yap1的胚胎没有效果。这项研究为人们揭示了ZGA事件的一个重要机制。研究指出,可以通过激活YAP来促进体外培养胚胎的发育,为辅助生殖和生物工程提供帮助。

胚胎干细胞具有分化成为各种成熟体细胞的能力,这些细胞在基础研究和临床应用上具有非常重要的价值。深入解析胚胎干细胞的自我更新和分化机制,一直是科学家们关注的焦点。上海交通大学医学院的研究团队发现,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。(更多详细信息参见:陈赛娟院士Cell子刊解析表观遗传学调控

从成体细胞获得多能细胞的技术已经相当成熟了,但人们一直未能诱导细胞达到全能状态。在受精刚刚完成的时候胚胎只有一两个细胞,这些细胞是全能性的,可以生成完整的胚胎以及胎盘和脐带。在随后的细胞分裂中,胚胎细胞很快丧失了这种可塑性,成为了多能细胞。法国INSERM和德国马普所的研究团队在这方面获得了重大突破,成功诱导出了全能细胞。(更多详细信息参见:Nature子刊重要突破:全能细胞的诞生

去年4月,中山大学的黄军就课题组在《Protein & Cell》杂志上发表文章,宣布首次改造了人类胚胎的DNA。研究人员将CRISPR/Cas9基因编辑技术用于“不能存活”的人类胚胎,改造了β-地中海贫血的致病基因。这一爆炸性新闻一经发布便受到了国内外科学界的广泛关注,并引发了支持者和反对者激烈的辩论。(更多详细信息参见:Nature:中国科学家用CRISPR/Cas9改造人类胚胎

作者简介:

范衡宇 博士 浙江大学生命科学研究院教授、研究员、博士生导师。教育和工作背景:1993-1997:东北农业大学生物工程系 学士;1997-2000:东北农业大学生命科学学院 动物组织胚胎学硕士;2000-2003: 中国科学院动物研究所 生殖生物学博士;2003-2006: 美国德克萨斯大学西南医学中心(UTSW)分子生物学系博士后;2006-2009: 美国贝勒医学院(Baylor College of Medicine)分子与细胞生物学系博士后;2010-至今:  浙江大学生命科学研究院教授、研究员、博士生导师

生物通编辑:叶予

生物通推荐原文:Oocyte-expressed yes-associated protein is a key activator of the early zygotic genome in mouse

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