鄭州大學第一附屬醫(yī)院孫瑩璞研究組、清華大學生命科學學院頡偉研究組和醫(yī)學院那潔研究組日前在《自然》雜志上發(fā)表研究論文，揭示人類早期胚胎發(fā)育各階段染色質(zhì)重編程變化規(guī)律。該成果為深入理解人類胚胎早期發(fā)育表觀遺傳調(diào)控提供了理論基礎，對提高輔助生殖成功率以及發(fā)育相關出生缺陷防控有重大意義。 

  在人類胚胎發(fā)育過程中，由于早期胚胎材料的稀缺以及技術限制，染色體在全基因組水平上的重編程以及其與胚胎基因組轉錄激活的關系還鮮有研究。 

  研究團隊發(fā)現(xiàn)，在人類胚胎合子基因組激活前的合子、2Cell、4Cell均發(fā)現(xiàn)有大量的染色質(zhì)開放區(qū)域。研究人員首先鑒定出了胚胎發(fā)育過程中可能的重要轉錄因子。值得注意的是，胚胎基因普遍是在受精后發(fā)育至8細胞時期才大規(guī)模激活，而研究人員發(fā)現(xiàn)在基因組激活前的1到4細胞時期染色體上就存在大量的開放區(qū)域。隨后研究發(fā)現(xiàn)，很多遠端非啟動子區(qū)也存在大量開放區(qū)域，并且這些區(qū)域富集轉錄因子的結合位點，然而這些開放染色質(zhì)區(qū)域隨著全基因組轉錄的激活反而大量消失，隨后胚胎在很多新的位置建立起開放染色質(zhì)區(qū)域，證明胚胎基因組轉錄激活對于開放染色質(zhì)區(qū)域重編程的必要性。 

  研究人員提出，這種早期胚胎基因組激活前特有的開放染色質(zhì)區(qū)域可能暫時儲存轉錄因子，胚胎基因組激活時，這些位點被關閉，轉錄因子可以釋放至啟動子區(qū)參與基因組激活。 

  這項工作對于研究人類體內(nèi)和體外多能性細胞具有重要的參考價值，為干細胞臨床應用提供了理論依據(jù)。該研究首次揭示人類胚胎ZGA前存在廣泛的染色質(zhì)開放區(qū)域，并闡明其在胚胎發(fā)育過程的重編程模式，闡述了胚胎基因組轉錄激活對于開放染色質(zhì)區(qū)域重編程的必要性。