任兵教授Nature发表表观遗传学新成果

　　

生物通报道：母型-合子型转变(MZT)对于新个体形成是必不可少的。虽然早期胚胎发育的基因表达和DNA甲基化分析已经取得了不少进展，但人们对MZT过程依然知之甚少。奥斯陆大学和加州大学的研究团队最近在Nature杂志上发表文章，揭示了组蛋白H3K4me3对小鼠卵母细胞MZT的调节作用。文章通讯作者是加州大学的任兵（Bing Ren）教授、奥斯陆大学的Arne Klungland和John Arne Dahl。

动态的组蛋白修饰可能在MZT中起到了重要作用。不过，测定小量细胞的组蛋白修饰图谱还比较困难。目前的检测反应一次可以处理500个细胞的染色质，但起始步骤需要一万个细胞，不然就得使用专业的微流体设备。

任兵教授及其同事为此开发了微尺度的染色质免疫沉淀测序（μChIP–seq）。他们用这种方法分析小鼠的不成熟卵母细胞、MII期卵母细胞、2-细胞胚胎和8-细胞胚胎，获得了组蛋白甲基化H3K4me3和组蛋白乙酰化H3K27ac的全基因组图谱。

研究显示，卵母细胞大约22%的基因组存在宽H3K4me3修饰区域。而2-细胞胚胎的H3K4me3信号变得仅限于转录起始区域，这伴随着合子基因组激活。研究指出，合子基因组正常激活和早期胚胎正常发育，需要赖氨酸去甲基化酶KDM5A和KDM5B积极去除宽H3K4me3修饰区域。

任兵教授早年毕业于中国科技大学，现为加州大学圣地亚哥分校Ludwig癌症研究所基因调控实验室主任，主要从事哺乳动物细胞基因调控网络分析及细胞表观遗传学调控机制的研究。近年来在Science、Nature,、Cell国际权威杂志上发表了一系列重要的研究成果。

今年1月，任兵教授领导研究团队开发了基于CRISPR/Cas9的高通量筛选策略，并由此发现了一类新型增强子。研究显示，这种增强子以一种独特的方式促进POU5F1转录。干扰增强子序列会导致暂时的POU5F1转录损失，但POU5F1转录能在几轮细胞分裂之后完全恢复。（更多详细信息参见：任兵教授利用CRISPR发现新型增强子）

去年6月，任兵教授在美国国家科学院院刊PNAS杂志上发表了新测序技术MPE-seq。染色质结构对于DNA转录、复制和修复非常关键，决定着基因的表达和细胞的生理状态。MPE-seq可以对染色质结构进行有效的全基因组分析。这种直观的分析法将成为MNase-seq的重要补充，揭示在基因表达调控中具有重要意义的染色质结构。（更多详细信息参见：任兵教授PNAS发表重要测序技术）

去年2月，任兵教授领导的两个国际研究小组在Nature杂志上发表了两篇研究论文，空前详细地分析了整个人类基因组的表达变异和调控，及其与染色体结构的对应关系。研究人员描述了多种组织中染色质结构、调控与基因表达的相互影响，对于深入了解正常生理和疾病机制有极大的价值。（更多详细信息参见：任兵教授两篇Nature文章发布表观基因组重要成果）

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：Broad histone H3K4me3 domains in mouse oocytes modulate maternal-to-zygotic transition