（通訊員 吳丹雅）近日，我院苗義良教授團隊與清華大學颉偉教授團隊合作在MolecularCell上發表了題為“Analysis of genome architecture during SCNTreveals a role of cohesin in impeding minor ZGA”的研究論文，揭示了核移植胚胎發育過程中染色質三維結構的動态重編程過程以及結構蛋白cohesin參與抑制胚胎基因組激活（ZGA）的作用。

動物體細胞核移植（即動物克隆）是指将體細胞的核移入去核卵母細胞中，使其發生重編程并發育為新的胚胎，這個胚胎最終能發育為動物個體。這是唯一一種能将終端分化的體細胞轉變成為具有全能性胚胎的技術，然而該技術存在效率低、克隆動物出生率低等問題。近年來在分子水平上對克隆胚胎發育過程中存在的重編程障礙作了大量研究，并建立了多種方法來提高克隆胚胎發育率。随着染色體構象捕獲技術與高通量測序技術（Hi-C）等三維基因組學技術的快速發展，這些技術揭示了許多重要生物學事件中的染色質三維結構的動态變化過程。在小鼠早期胚胎發育過程中，研究人員利用優化的微量細胞全基因組染色質構象捕獲技術（sisHi-C）發現了染色質三維結構随着胚胎發育的進行而逐步建立鞏固，然而對于小鼠核移植早期胚胎發育過程中的染色質三維結構的動态變化卻了解甚少。

體細胞核移植早期胚胎的染色質三維結構圖

在本研究中，通過對核移植胚胎采樣并進行sisHi-C測序，繪制了小鼠核移植早期胚胎發育過程中的染色質三維結構動态變化圖譜。結果顯示：在體細胞被注入去核卵母細胞後，體細胞的染色質三維結構被消解并出現了類中期樣結構。這是由于卵胞質中存在大量的促成熟因子促使體細胞核出現染色體凝集現象。此外，與受精胚胎相比，克隆胚胎在激活後原核時期的TAD結構要強于受精胚胎，并且在二細胞時期TAD結構減弱。團隊人員猜測原核時期的強TAD結構可能是阻礙核移植胚胎發育的原因之一。針對這一猜測，将體細胞的結構蛋白（cohesin）利用植物激素誘導降解系統（AID）進行短暫預敲除，發現其TAD結構顯著減弱。随後将cohesin預敲除後的體細胞進行核移植發現可以顯著提高克隆囊胚率。通過對這些胚胎的進一步組學分析發現，盡管cohesion預敲除後克隆原核時期胚胎的TAD結構無顯著變化，但克隆二細胞時期的minorZGA基因表達卻顯著上調。此外，還發現cohesin預敲除後的體細胞的minorZGA的表達及對應的H3K27ac修飾都顯著上調。這些現象表明了cohesin預敲除後使得體細胞染色質變得更松散從而促進了核移植早期胚胎的染色質結構重編程。上述結果對于研究體細胞重編程機制和提高動物克隆效率及應用具有重要的意義。

我院博士研究生吳丹雅和清華大學張珂、王瑤和鄭輝為論文共同第一作者，苗義良教授和清華大學颉偉教授為論文通訊作者。本研究受到了國家重點研發計劃和國家自然科學基金的資助。

論文鍊接：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.06.001