《Poultry Science》：Epigenetic Regulation and Three-Dimensional Chromatin Structural Changes During Myofiber Formation in Chicken Embryos
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骨骼肌发育是决定家禽产肉性能的核心因素，但其阶段特异性调控机制仍不清楚。研究人员以鸡胸肌为对象，对E9至E18、D1与D7共8个发育阶段进行转录组测序，并选取E9与D1两个关键阶段开展全基因组亚硫酸氢盐测序（WGBS）、染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）与
骨骼肌发育是决定家禽产肉性能的核心因素，但其阶段特异性调控机制仍不清楚。研究人员以鸡胸肌为对象，对E9至E18、D1与D7共8个发育阶段进行转录组测序，并选取E9与D1两个关键阶段开展全基因组亚硫酸氢盐测序（WGBS）、染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）与高通量染色体构象捕获（Hi-C）的多组学整合分析。转录组分析显示孵化后发生广泛基因表达重塑：细胞周期、分化与神经发育相关阶段特异性基因下调，而蛋白质翻译与细胞形态相关基因上调。WGBS鉴定出265,022个差异甲基化位点，其中E9特异性高甲基化差异甲基化区域（DMR）15,745个、D1特异性7,391个，富集于基因启动子与第一内含子，并含丰富bHLH转录因子基序。ChIP-seq在E9与D1分别鉴定240和672个H3K27ac标记的超增强子（SE），呈现阶段特异性组蛋白修饰特征。Hi-C检测到拓扑关联结构域（TAD）与染色质环的阶段相关改变。多组学整合表明，表观修饰与三维染色质空间架构通过超增强子、TAD与启动子互作，紧密关联MyoG、MyoD1与Grb10等关键基因的转录动态，参与骨骼肌发育转换。该研究确证了表观遗传调控与染色质空间组织在家禽骨骼肌发育中的关键作用，并为家禽产肉性状分子育种提供理论基础。
研究背景方面，畜禽禽肉生产中胸腿骨骼肌产量高度依赖早期肌肉发育，而肌纤维数量主要在胚胎期决定，传统仅靠肌纤维肥厚的改良路径已难满足生产需求。已有研究虽识别出MyoD1、MyoG等核心调控因子，并对超增强子、DNA甲基化等表观机制有所关注，但家禽胚胎期肌纤维数量遗传调控的系统研究极为匮乏，且三维基因组层面机制长期空白。为此，研究人员以中国地方黄羽品种兴化鸡为模型，围绕胚胎至出壳早期胸肌发育，开展多维组学解析，旨在揭示表观遗传与染色质空间架构协同调控肌纤维形成的机制，服务分子育种。
关键技术方法上，研究人员构建兴化鸡雌体胸肌样本队列，覆盖E9、E10、E12、E14、E16、E18、D1、D7八个阶段，每个阶段设生物学重复。转录组采用RNA-seq与STAR比对、DESeq2筛选差异表达基因（DEG）并做GO/KEGG富集；表观组对E9与D1做WGBS判定差异甲基化位点（DMS）与DMR；调控元件层做H3K27ac、H3K4me3、CTCF的ChIP-seq，用MACS2取峰、ROSE预测超增强子；三维基因组层做Hi-C，用pairtools、cooler与mustache解析TAD和染色质环，并进行多组学交叉关联。
研究结果部分，转录组测序分析显示，PCA与聚类表明胚胎阶段与出壳后样本明显分群，D1相对E9差异基因最多；E9到D1富集肌肉结构发育、MAPK信号与ECM受体互作等通路，D1到D7转向能量代谢与成熟肌纤维功能，说明孵化是发育轨迹关键节点。基因组范围DNA甲基化分析表明，全局CpG甲基化E9高于D1，DMS主要落于启动子、外显子与基因体；E9高甲基化DMR关联基因参与肌管与横纹肌分化，D1高甲基化区富集Homeobox基序，E9高甲基化区富集bHLH基序，提示甲基化动态约束核心肌源性因子时序表达。组蛋白修饰变化分析显示，H3K27ac、CTCF多位于启动子与远端区，H3K4me3集中启动子近TSS；E9到D1大量峰值增减，D1特异H3K4me3关联肌节与Z盘组件，E9识别240个SE、D1达672个，D1新现SE驱动MYH等成熟肌纤维基因。三维染色质互作动态显示，E9有1440个TAD、13149条环，D1为1475个TAD、8489条环，E9互作更活跃，差异TAD与环内富集2210与1240个DEG，反映出壳前后染色质由可塑转向稳定。表观与三维架构协同调控解析表明，DMR、H3K4me3与转录组交集385个DEG含MYOD1、Twist2、Meis1、Grb10；MyoG靠E9期TAD内启动子活动高表达，MyoD1在D1借上游SE与启动子成环激活，Grb10在D1出现SE、转座元件与TAD边界重塑共同上调，定义其核心调控链路。
讨论部分总结，研究人员指出DNA甲基化通过影响转录因子结合与抑制元件活性设定时序，组蛋白乙酰化与SE重塑激活关键基因，CTCF介导的TAD与环优化空间转录效率，Twist2、Meis1、MyoG等交叉因子把三层调控偶联于E9起始与D1成熟两阶段。研究同时承认批量组织可能掩盖细胞异质性，未来需单细胞多组学与体内编辑验证SE、DMR与环功能。
结论部分翻译如下：鸡骨骼肌基因表达在出壳后发生广泛重塑，细胞周期、分化与神经发育基因渐次下调，蛋白质翻译与细胞形态调控基因显著上调。E9与D1的DMS主要富集于启动子和第一内含子，D1启动子甲基化覆盖扩张，bHLH转录因子结合位是甲基化调控关键区。D1增强子与SE数量远超E9，且SE聚集于肌分化与肌原纤维组织基因，MYH基因簇仅在D1出现SE。两阶段三维染色质架构差异显著，E9环数更多，出壳后互作水平骤降并与表达变化耦合。机制上，D1期MyoD1上游SE与启动子成环，Grb10借SE与典型增强子关联启动子调控表达，推动骨骼肌发育转换。
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